KR19990078939A

KR19990078939A - 개질 연소식 소각로

Info

Publication number: KR19990078939A
Application number: KR1019990034856A
Authority: KR
Inventors: 송권규
Original assignee: 송권규
Priority date: 1999-08-21
Filing date: 1999-08-21
Publication date: 1999-11-05
Also published as: AU6735400A; WO2001014795A1

Abstract

본 발명은 각종 쓰레기를 소각함에 있어 연소를 위한 별도의 연료가 거의 공급관 완전연소에 가깝게 쓰레기를 소각할 수 있도록 한 개질 연한 것으로서, 쓰레기를 소각하는 소각로에 있어서, 원통상으로 양단에 플랜지부가 형성된 하부외통과 그 내부에는 하단에 플랜지부가 형성되고 상단에는 링형상의 개질수 공급관이 설치된 연소통으로 이루어진 1차 연소실과, 양단에 플랜지부가 형성되고 일측면에는 에어 유입공이 관통된 에어 공급통과 그 내부에 보조 연소통이 내설된 2차 연소실과, 양단에 플랜지부를 가지며 내부에 집진수단을 갖는 집진통이 내설된 상부 외통이 구비되며, 상기 2차 연소실의 에어 유입공에는 에어 유입관을 갖는 송풍기가 연결됨에 따라, 재활용에 부적합하면서 소각처리가 가능한 일반 쓰레기, 폐플라스틱, 고무, 음식물쓰레기 등과 산업폐기물로 나오는 타이어, 의료쓰레기, 폐유, 축산배출물 등을 거의 무연·무취상태로 연소하여 유해가스(일산화탄소, 질소산화물, 매연 등)의 배출을 배출규제 범위내로 제거할 수 있어 환경오염을 예방할 수 있으며, 또한 소각에 소요되는 연료를 절약할 수 있어 경제적인 것이다.

Description

개질 연소식 소각로{Gas Reforming Combustional Incinerator}

본 발명은 개질 연소식 소각로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 쓰레기를 소각함에 있어 연소 중 별도의 연료가 필요없고 거의 무연·무취상태의 완전연소에 가깝게 쓰레기를 소각할 수 있도록 한 개질 연소식 소각로에 관한 것이다.

현대사회는 산업경제 발전과 더불어 배출되는 산업폐기물과 도시밀집 주거형태를 이룬 후, 아파트 단지에서 배출되는 일반 쓰레기와 재활용이 불가능한 각종 쓰레기의 배출량이 엄청나게 증가하고 있으며, 매립이 곤란하고 재활용이 어려운 쓰레기의 효율적인 소각처리가 시급한 상태이다.

한편, 위에서와 같이 매립이나 재활용이 어려운 쓰레기를 소각하기 위한 소각설비가 각 지열별로 설치되어 운영되고 있기는 하나, 소각설비의 대형화로 인해 설비비와 운영비 부담이 적지 않고, 설치 지역주민의 거부·반발로 인한 사회적 문제가 야기되고 있으며, 또한 소각시 발생되는 배출가스 중의 질소산화물·다이옥신 등의 유해가스 성분이 기준치를 훨씬 상회하고 있어 대기환경에 심각한 문제를 야기시키고 있다.

또한, 쓰레기를 소각하지 않고 매립시키는 처리방법은 심각한 토양오염과 매립지 선정의 한계점에 도달해 있는 실정으로 더욱 심각한 문제로 대두되고 있고, 도시쓰레기 중 재활용이 부적합하면서 소각처리가 가능한 일반 쓰레기, 폐플라스틱, 고무, 음식물쓰레기 등과 산업폐기물로 분류되는 타이어, 의료쓰레기, 폐유, 축산배출물 등 지금까지 일반적인 설비로는 환경기준에 적합한 배기 기준에 맞추거나 적은 유해가스 배기상태에서의 소각처리가 이루어지지 못하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 쓰레기 중 재활용이 부적합하면서 소각처리가 가능한 일반 쓰레기, 폐플라스틱, 고무, 음식물쓰레기 등과 산업폐기물로 분류되는 타이어, 의료쓰레기, 폐유, 축산배출물 등의 소각시 고열분해(약 1800。C) 과정을 거쳐 거의 무연·무취상태의 완전연소에 가깝도록 하여 유해가스(일산화탄소, 질소산화물, 매연 등)의 배출을 현저히 제거할 수 있도록 된 새로운 형태의 개질 연소방식의 소각로를 제공하고자 하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 쓰레기를 소각하는 소각로에 있어서, 원통상으로 양단에 플랜지부가 형성된 하부외통과 그 내부에는 하단에 플랜지부가 형성되고 상단에는 링형상의 개질수 공급관이 설치된 연소통으로 이루어진 1차 연소실과, 양단에 플랜지부가 형성되고 일측면에는 에어 유입공이 관통된 에어 공급통과 그 내부에 보조 연소통이 내설된 2차 연소실과, 양단에 플랜지부를 가지며 내부에 집진수단을 갖는 집진통이 내설된 상부 외통이 구비된 특징을 갖는다.

이와 같은 본 발명에서, 상기 2차 연소실의 에어 유입공에는 에어 유입관을 갖는 송풍기가 연결된 특징을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 소각로를 나타내는 분해 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 소각로의 종단면도,

도 3은 도 2의 A - A선 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 개질 연소식 소각로의 사용상태를 나타내는 종단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:소각로,

2, 2', 4, 12, 12', 22, 22', 24', 42;플랜지부,

3:하부외통, 5:개질수 공급관,

5a:배출공, 6:연소통,

7:물받이, 8:배수통,

9:통공, 10:1차 연소실,

13:에어 유입공, 14:에어 공급통,

15:보조 연소통, 16:체결수단,

17:내측도어, 18:받침망,

19:외측도어, 20:2차 연소실,

23:집진수단, 24:집진통,

25:배기 유동관, 26:배수구,

27:집진용수 공급관, 30:상부외통,

32:송풍기, 33:에어 유입관,

40:배기통, 43:배기 측정구,

50:제어부, 60:정화부.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소각로(1)의 1차 연소실(10)은 원통상으로 양단에 플랜지부(2, 2')가 형성된 하부외통(3)과 그 내부에는 하단에 플랜지부(4)가 형성되고 상단에는 링형상의 개질수 공급관(5)이 설치된 연소통(6)이 설치되고, 2차 연소실(20)은 양단에 플랜지부(12, 12')가 형성되고 일측면에는 에어 유입공(13)이 관통된 에어 공급통(14)과 그 내부에 보조 연소통(15)이 내설되며, 상부 외통(30)은 양단에 플랜지부(22, 22')를 가지며 내부에 집진수단(23) 집진통(24)이 내설된 것을 나타내는 것이다.

이때, 상기 2차 연소실(20)의 에어 유입공(13)에는 송풍기(32)가 에어 유입관(33)에 의해 연통·연결되며, 상기 연소통(6) 중앙 내면에는 물받이(7)가 형성되고 외면 하방으로는 배수통(8)이 형성되며 배수통(8) 하단부에 해당하는 연소통(6)에는 다수의 통공(9)이 형성된 것을 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 소각로의 종단면도로서, 하부 외통(3) 내부에 연소통(6)이 끼워져 플랜지부(4)에 의해 결합되어 공기통로(S)가 형성되고, 하부 외통(3) 일측 상부에 형성된 결합공(3a)에는 개질수 공급관(5)이 끼워져 결합되며, 하부 외통(3) 상방에는 플랜지부(2', 12)에 의해 에어 공급통(14)이 결합되고 그 내부에는 보조 연소통(15)이 내설되며, 에어 공급통(14) 상방으로는 상부 외통(30)이 플랜지부(12', 22)에 의해 결합된 것을 나타내는 것이다.

이때, 에어 공급통(14)에 내설된 보조 연소통(15)은 체결수단(16)에 의해 상부 외통(30)에 결합되고 외면에는 내측도어(17)가 회전에 의해 개폐되도록 결합되며, 상부 외통(30) 내부에는 집진수단(23)과 배기 유도관(25)이 내설된 집진통(24)이 결합되며, 상부 외통(30)의 상방에는 배기통(40)이 플랜지부(22', 42)에 의해 결합된 것을 나타낸다.

또한, 상기 집진통(24)에 내설된 배기 유도관(25) 일측 하단에는 배수구(26)가 설치된다.

도 3은 도 2의 A - A 선 단면도로서, 송풍기(32)로부터 에어 공급통(14)으로 일정량의 에어가 공급되데, 에어 공급통(14)의 내면을 따라 선회되고, 연소통(6)의 상단에는 다수개의 배출공(5a)이 형성된 개질수 공급관(5)과 받침망(18)이 설치된 것을 나타내는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 개질 연소식 소각로의 사용상태를 나타내는 종단면도로서, 송풍기(32)로부터 공급된 에어가 에어 공급통(14) 내면을 따라 선회되면서 일부분은 상부 외통(30)쪽으로 공급되어 집진통(24)과 상부외통(30)을 냉각시키면서 다시 하강하여 공급되고, 일부분은 선회되면서 하부 외통(3) 내면을 따라 하강된 후, 다시 연소통(6)의 외면을 따라 선회되면서 공급되는 것을 나타내는 것이다.

이때, 연소통(6)으로 공급된 에어는 내면을 따라 하방으로 선회되데, 개질수 공급관(5)의 배출공(5a)을 통하여 공급되는 개질수와 함께 혼합된 상태로서, 개질수는 기화되어 액체가 아닌 기체상태를 이루게 된다.

또한, 송풍기(32)에 의한 에어 공급과 개질수 공급관(5)을 통한 개질수의 공급은 제어부(50)에 의해 공급량이 조절되고, 배기통(40)의 일측방으로는 배기측정을 위한 배기 공급관(43)가 결합된 것이다.

도면 중 미설명 부호 19는 외측도어, 24'는 플랜지부, 27은 집진용수 공급관, D는 재출구, P는 보조 연료 공급노즐이다.

이와 같은 본 발명의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 쓰레기(쓰레기 중 재활용이 부적합하면서 소각처리가 가능한 일반 쓰레기, 폐플라스틱, 고무, 음식물쓰레기 등과 산업폐기물로 분류되는 타이어, 의료쓰레기, 폐유, 축산배출물 등)를 소각하려면, 먼저, 에어 유입통(14)에 형성된 외측도어(19)와 보조 연소통(15) 외면에 결합되어 횐전·개폐되는 내측도어(17)를 개방하여 일정량의 쓰레기를 넣어 연소통(6)에 적층시킨다음, 쓰레기를 점화(수동이나 자동점화장치를 이용함)시킨 후, 내·외도어(17, 19)를 닫아 내부를 폐쇄시킨다.

이상태에서, 제어부(50)를 조작하여 송풍기(32)를 구동시켜 에어 공급통(14)에 일정량의 에어가 공급되도록 하고, 이와 동시에, 개질수 저장용기(도면에 도시되지 않음)로부터 일정량의 개질수가 개질수 공급관(5)을 통하여 연소통(6) 내부로 공급되도록 한다.

이때, 송풍기(32)로부터 공급되는 에어는 에어 공급통(14)의 접선방향 내면을 따라 선회되면서 일부는 상부 외통(30)쪽으로 상승되고 나머지는 선회되면서 하강되어 하부 외통(3)쪽으로 공급된 후, 다시 역류(상승)되어 연소통(6)의 외면을 따라 선회되면서 연소통(6) 내부로 공급되데, 개질수 공급관(5)으로부터 배출되는 개질수와 혼합된 상태로 연소통(6) 내면을 따라 선회된다.

이와 같이하여, 개질수와 에어가 혼합된 상태로 연소통(6)에 공급됨에 따라, 초기 연소된 쓰레기의 불꽃과 화학적으로 반응하게 되어 약 1800。C의 고열분해에 의한 완전연소가 이루어지게 되므로 고온의 연소열을 보일러등의 가열원으로 유용하게 활용할 수 있게 되는 것이다.

이때, 개질수 공급관(5)의 배출공(5a)으로부터 공급된 개질수의 과잉공급은 연소통(6) 내면에 설치된 물받이(7)에 의해 방지되고, 최종 쓰레기 소각시 바닥 즉, 받침망(18)상에 남은 소량의 연소시에는 물받이(7)에 의해 배수된 개질수가 배수통(8)을 따라 연소통(6)에 형성된 통공(9)으로 소량의 에어와 함께 공급되어 남은 소량의 쓰레기 연소가 원활하게 이루어지게 되며, 집진통(24)으로의 집진용수 공급은 집진수단(23) 상방에 설치된 집진용수 공급관(27)에 의해 공급되데, 공급된 집진용수는 배수구(26)를 통하여 정화부(60)를 거친 후, 다시 집진용수 공급관(27)으로 공급되어 연속적으로 순환된다.

이와 같은 연소시 연소방사열에 의해 건류 및 물의 증기화가 이루어지고 선회류가 형성되기 때문에 가연기체를 공기가 둘러싼 상태로 연소되므로 미연가스가 외부로 유출되지 않고 완전연소에 까깝게 연소되어 거의 무연·무취·무색상태의 배기가 배출된다.

한편, 쓰레기의 소각과정에서 C, H + H₂O → CO + H₂의 수성가스(개질)반응 과정과 (CO + H₂) + O₂→ CO₂+ H₂O의 연소과정의 화학적 반응을 일으키게 되므로 매연은 물론, 냄새(악취), 유해가스(CO, NO_X,SO_X등) 및 다이옥신이 거의 배출되지 않게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 소각로를 이용한 쓰레기 소각시 발생된 배기가스의 측정결과는 아래 도표와 같다.

오염물질	단위	시험결과	배출기준
오염물질	단위	아크릴	폐타이어	폐비닐	98년말까지	99년부터 시행
NH3	ppm	-	6.709	-	200	100
CO	ppm	105.9	350	210.79	600	600
HCl	ppm	-	0.545	46.14	60	50
H₂S	ppm	-	0.447	-	15	15
SO₂	ppm	50.9	55.6	52.74	300	300
NO₂	ppm	116.3	163.6	135.50	200	200
CS₂	ppm	-	-	-	30	30
Hg	㎎/sm³	-	-	-	5	5
먼지	㎎/sm³	43.0	44.1	33.10	80∼100	80∼100
매연	도	1	1	1	2	2
악취	도	-	-	550	1000	1000
CO₂	%			16.70
O₂	%			12.60

이와 같이, 본 발명에 따른 개질 연소식 소각로를 이용함에 따라, 재활용에 부적합하면서 소각처리가 가능한 일반 쓰레기, 폐플라스틱, 고무, 음식물쓰레기 등과 산업폐기물로 나오는 타이어, 의료쓰레기, 폐유, 축산배출물 등을 거의 무연·무취상태의 완전연소에 가깝게 되도록 하여 유해가스(일산화탄소, 질소산화물, 매연 등)의 배출을 거의 제거할 수 있어 환경오염을 방할 수 있으며, 또한 소각에 소요되는 연료를 절약할 수 있어 경제적인 효과가 있다.

Claims

쓰레기를 소각하는 소각로에 있어서,

원통상으로 양단에 플랜지부(2, 2')가 형성된 하부외통(3)과 그 내부에는 하단에 플랜지부(4)가 형성되고 상단에는 링 형상의 개질수 공급관(5)이 설치된 연소통(6)으로 이루어진 1차 연소실(10)과;

양단에 플랜지부(12, 12')가 형성되고 일측면에는 에어 유입공(13)이 형성되며 그 내부에 보조 연소통(15)이 내설된 에어 공급통(14)으로 이루어진 2차 연소실(20)과;

양단에 플랜지부(22, 22')를 가지며 내부에 집진수단(23)과 배기 유도관(25)이 매설된 집진통(24)이 내설된 상부 외통(30)이 구비된 것을 특징으로 하는 개질 연소식 소각로.
제 1항에 있어서, 상기 1차 연소실(10)의 연소통(6) 내면 중앙에는 물받이(7)가 형성되고 외면 하방으로는 배수통(8)이 설치된 것을 특징으로 하는 개질 연소식 소각로.
제 1항에 있어서, 상기 2차 연소실(20)의 에어 유입공(13)에는 에어 유입관(33)을 갖는 송풍기(32)가 연결된 것을 특징으로 하는 개질 연소식 소각로.
제 1항에 있어서, 상기 2차 연소실(20)의 보조 연소통(15) 외면에는 내측도어(17)가 설치되고, 에어 공급통(14)에는 외측도어(19)가 설치된 것을 특징으로 하는 개질 연소식 소각로.