KR20010021230A - 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브라운가스의 특성중의 하나인 열핵반응의 특성을 이용하여 고온을 창출하는 범용의 고온로에 관한 것으로, 저비용으로 고온을 발생시키고 고온으로 공해 가스를 완전히 분해,산화시키며, 브라운가스에 폐기물에서 기화된 가스를 희석 연소하여 발생된 고열을 이용하는 고온로를 제공함에 그 목적이 있다.

이에 본 발명은 단열재질로 제조된 내통과 일정간격을 두고 내통을 감싸 설치되는 외통, 외통 표면을 감싸고 외형을 이루는 단열 함체, 내통 내부로 적어도 1개 이상 장입설치되어 브라운가스를 분사하기 브라운가스버너토치, 함체에 형성되어 내통 내부로 공해가스를 투입하기 위한 유입구, 내통 일측 선단에서 함체 외측으로 연결되어 내부 배가스를 방출하기 위한 배출구를 포함하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로를 제공한다.

Description

브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로{The kiln operated by the heat from BROWN GAS}

본 발명은 브라운가스의 특성 중의 하나인 열핵반응 특성을 이용하여 고온을 발생시키하는 범용의 고온로에 관한 것으로, 특히 브라운가스에 폐기물에서 발생된 가스를 희석하여 연소시킴으로서 공해가스를 처리할 수 있도록 된 브라운 가스 열핵반응 연소방식의 고온로에 관한 것이다.

일반적으로 고온로는 고온을 발생시키기 위한 것으로, 화석연료, 전기, 알콜 등의 에너지를 사용함으로서 연료비가 많이 소요되어 각종 요업이나 광공업에서만 사용 되어왔다.

또한, 종래에는 고온로에서 발생되는 각종 가연성 공해가스를 고온으로 처리하여 분해, 산화하여야 한다는 사실을 알면서도 경제성을 고려하여 고온로를 개발하여 공해가스를 처리하는 기술에 대하여 연구개발이 없었다.

이에 본 발명은 저비용으로 고온을 발생시키고 고온으로 공해 가스를 완전히 분해,산화시킬 수 있고, 브라운가스와 수소가스에 폐기물에서 기화된 가스를 희석하고 이를 연소하여 발생된 고열을 이용하는 고온로를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고온로의 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 고온로의 정단면도.

도 3은 본 발명에 따른 고온로의 우측면도.

도 4는 본 발명에 따른 고온로의 좌측면도.

도 5는 본 발명에 따른 고온로의 평면도.

도 6은 본 발명에 따른 고온로의 측 단면 확대도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

1 : 내통 2 : 외통

3 : 단열재 4 : 냉각수통

5 : 함체 6 : 브라운가스버너토치

7 : 가스통로 8 : 가열매체

9 : 온도계 10 : 결합부분

11 : 배가스배출구 12 : 공해가스유입구

13 : 내통과 외통 연결대 14 : 투시구

15 : 로의 내부

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고온로는 단열재질로 제조되며 내부에 가스 반응 공간이 형성된 내통과, 내통과 일정간격을 두고 내통의 외부에 설치되는 외통, 외통 표면을 감싸고 외형을 이루는 단열 함체, 내통 내부로 적어도 1개 이상 삽입설치되어 브라운가스를 분사하기 브라운가스버너토치, 함체의 외부에서 내통 내부로 공해가스를 유입하기 위한 유입구, 내통 일측 선단에서 함체 외측으로 연결되어 반응 공간에서 발생한 내부 배가스를 방출하기 위한 배출구를 포함하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로를 제공한다.

이러한 고온로의 내통과 외통 사이 공간에 내화물로 제조된 고정대가 장착되어 형성된 공간을 나선형, ㄹ자형, 1자, -자, U형 등으로 분할하여 공해가스의 이송통로 작용한다.

또한 본 발명은 고온로에는 내통과 외통 사이에 물 가열관을 설치하여 보일러로 활용할 수 있게 하며, 이러한 고온로는 조립식으로 제작하여 보수가 용이성하다.

더욱이 본 발명의 고온로에는 내통의 내부에 길이 방향으로 적어도 하나 이상의 열매체가 설치되어 공해가스의 분해를 촉진하며 반응 가스가 신속히 배출되는 것을 방지한다. 이러한 열매체는 세라믹 허니컴 또는 세라믹 케스타블 지그재그 격벽으로 알루미나질 또는 지르코니아질로 제조 된다.

이하 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 고온로의 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고온로의 정단면도이며, 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 고온로의 우측면도와 좌측면도이다.

상기한 도면에 의하면, 본 발명의 내통(1)은 고온에 대한 내화성 재질로 제조된 사각형 또는 원형으로 되어 있으며, 외통(2)은 고내화물로 제조되고 단열재(3)와 단열표면재이며 외형을 이루는 함체(5)로 쌓여 있다. 함체(5)와 단열재(3) 사이의 공간에는 냉각수관(4)이 구비된 구조로 되어 있다.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이 외통(2)과 내통(1)사이는 일정한 공간(7)이 형성되어 있으며, 이 공간(7) 내에서 내통(1)이 유동되는 것을 방지하기 위하여 내통(1)과 외통(2)사이에 내화물로 제조된 고정대(13)가 축조된다.

바람직하게는 상기 고정대(13)는 90°간격으로 배열설치하고 외통(2) 내통(1)사이 빈 공간(7)을 따라 길이방향으로 연장되어 공간(7)을 분할할 수 있도록 되어 있다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이 상기 공간(7)은 네부분으로 분할된다.

또한 유입구(12)는 외통(1)과 내통(2)사이(7)로 다이옥신 또는 다이옥신 화합물 가스 등과 같은 가연성 공해가스가 유입 되도록 하였으며, 이러한 공해가스 유입구(12 점선)는 직접 로내부(15)로 유입되도록 설치 할수도 있다.

유입구(12)를 통해 유입된 공해가스가 최종적으로 내통(1) 내부로 유입될 수 있도록 내통(1)과 외통(2) 사이의 공간을 분할하고 있는 고정대(13)의 각 선단과 외통(2) 내측선단 사이에는 공해가스가 내통(1)의 길이 방향으로 유통되도록 일정한 간격이 형성되도록 한다.

또한, 공해가스가 이송되는 통로인 상기 공간(7)은 고정대에 의해 나선형, ㄹ자형, 1자, -자, U형 등으로 분할되어 공해가스가 이송될 수 있다.

상기 브라운 가스버너토치(6)는 1개 이상이 장착되는 데, 도 2와 도 6에서와 같이 함체 측면에는 90도 각도로 장입설치되고 함체 일측 선단에서도 내통(1)으로 한 개가 장입설치되며, 함체(5)의 배출구쪽 선단에는 도 4에 도시된 바와 같이 4개의 토치(6)가 내통 내부로 장입설치된다.

여기서, 내통(1)안에는 공해 가스 완전 연소와, 공해가스의 분해 촉진 그리고 내통(1) 내부의 균일한 온도 유지를 목적으로 열매개체(8)가 설치되어 있다. 이러한 열매개체(8)는 세라믹 허니컴으로 이루어져 있거나 지그재그 세라믹 캐스타블 격벽으로 이루어질 수 있으며, 이러한 열매개체를 구성하는 세라믹 재질은 알루미나질 또는 지르코니아질 세라믹으로 제조된다.

또한 고온로에는 내통(1)의 내부(15) 온도를 상시 측정할 수 있도록 온도계(9)가 장치되어 있다.

공해가스가 유입되는 반대쪽으로 가스가 배출되는 배출구(11)가 설치되는 데, 배출구(11)는 내통(1) 측선단에서 함체(5) 외측으로 깔대기 형태로 연결되어 내통(1)을 통과한 배가스를 배출시키게 된다.

본 발명에 따르면 도 2에 도시된 바와 같이 함체(5) 측선단에서 배출구(11)쪽 내통(1) 내부로 브라운가스 버너토치(6)가 장입설치되어 배가스를 한번더 고온으로 연소시키도록 되어 있다.

한편, 본 발명의 고온로는 자유로이 분해 결합하여 보수할 수 있도록 조립식 결합장치(10)로 되어 있다. 이러한 결합장치는 두개의 구조물을 결합 또는 분해할 수 있는 구조이면 모두 적용이 가능한 것으로 통상적으로 사용되고 있는 장치이므로 그 자세한 설명은 생략한다.

또한 본 발명의 고온로는 공해 가스를 연소 시키는 목적 이외에도 내통(1)과 외통(2)의 사이 공간(7)에 물 가열관(미도시)을 순환 가능하게 설치하여 고온로의 연소열을 이용하여 가열관 내의 물을 지속적으로 가열하여 수요처에 공급할 수 있는 보일러(미도시)의 기능을 하도록 하였다. 본 발명의 고온로에 부수적으로 설치되는 보일러의 물 순환 설비는 일반 가스 또는 석유 보일러에서와 같이 연소부 외부를 휘감아 나가거나 지그 재그로 연속되도록 물 순환관이 배치되며, 이러한 물 순환관이 고온로의 내통(1)과 외통(2) 사이의 공간(7)에 고정된다.

미설명된 도면부호 (14)는 함체 외측에 설치되어 내통(1) 내부의 공해가스 연소상태를 확인하기 위한 확인용 투시구이다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 고온로에 장치된 브라운 가스버너 토치(6)가 로 내부(15)에 가스를 분사하며 불을 붙이게 되면 무공기의 분위기에서 브라운가스는 브라운가스 연소온도 150℃ 에서 연소하여 브라운 가스의 특징인 열핵반응(16)을 일으키면서 2000℃ 이상의 고온으로 온도가 상승하여 공해 가스를 연소하게 된다.

이때 고온의 열이 급속히 배기가스를 따라 배출구(11)로 빠져 나가게 될 것이나, 본 발명에서의 열매체(8)와 접촉하면서 배출속도가 완화 됨과 동시에 열매체(8) 자체를 가열하게 되고 열매체(8)는 2000℃ 이상으로 가열된다. 고온로가 정상적으로 가동되면 외통(2)과 내통(1)사이의 공간(7)은 1250℃ 이상으로 가열되어 고열 분위기가 형성된다.

그리고 공해가스 유입구(12)에 공해가스를 유입시키면 외통(2)과 내통(1)사이에 설치된 고정대(13)에 의하여 형성된 한 공간을 통하여 유입되어 내통(1)의 길이 방향으로 흐른 다음 다른 공간으로 순환되어 로내부(15)로 유입되는 동안 공해가스는 예열 되면서 열반응을 하기 위한 충분한 시간을 갖는다. 로내부(15)로 유입된 다이옥신 또는 다이옥신 화합물 가스 등이 함유된 가연성 공해 가스는 브라운 가스의 반응열에 의하여 열분해되며, 공해 가스 중 열분해되지 않은 배출가스는 세라믹 하니컴을 통과하면서 지르코니아질 허니콤의 촉매작용에 의하여 유해성분이 분해 되면서 산화되어 배출구(11)를 통하여 빠져나가게 된다.

본 발명의 고온로에서 로내의 온도조절은 브라운 가스 버너토치(6)의 수소가스투입량을 조절하는 컨트롤러에 의하여 조절되며, 이러한 컨트롤러는 로내의 온도를 정밀하게 조절할 수 있다.

또한 본 발명의 고온로는 외통(2),내통(1) 사이의 공해 가스 이동 공간(7)에 물 가열관을 설치하여 보일러 기능을 하면서 아울러 로가 과열되는 것을 방지하기 위한 냉각장치기능을 하도록 하였다. 또한 물 가열관과 같이 가열매체를 충전하여 열가스의 신속한 배출을 제어 한다.

본 발명은 브라운가스, 수소의 혁신적인 고에너지 창출의 특성을 이용하여, 저렴한 비용으로 물질을 소성할 수 있고, 공해 가스를 고온으로 완전히 연소 분해하여 처리할 수 있으며, 스팀 온수 등의 고에너지를 생산하는 데 아주 효과적이다.

Claims (10)

1. 단열재질로 제조되며 내부에 가스 반응 공간이 형성된 내통과, 내통과 일정간격을 두고 내통의 외부에 설치되는 외통, 외통 표면을 감싸고 외형을 이루는 단열 함체, 내통 내부로 적어도 1개 이상 삽입설치되어 브라운가스를 분사하기 브라운가스버너토치, 함체의 외부에서 내통 내부로 공해가스를 유입하기 위한 유입구, 내통 일측 선단에서 함체 외측으로 연결되어 반응 공간에서 발생한 내부 배가스를 방출하기 위한 배출구를 포함하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로.
2. 제 1 항에 있어서 상기 내통과 외통 사이 공간에 내화물로 제조된 고정대가 장착되어 상기 공간을 분할하는 것을 특징으로 하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 공간이 공해가스가 이송되는 이송통로인 것을 특징으로 하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 공해가스 이송통로는 고정대에 의해 나선형, ㄹ자형, 1자, -자, U형 등으로 분할되어 공해가스가 이송되는 것을 특징으로 하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 고온로가 내통과 외통 사이에 설치되는 물 가열관을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 고온로가 내통 내부 또는 내통과 외통 사이의 공간에 가열 매체를 충전한 것을 특징으로 하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 고온로가 원형,타원형,사각형,직사각형의 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 고온로가 보수의 용이성을 위하여 조립식으로 된 것을 특징으로 하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로.
9. 제 1 항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 내통의 내부에 설치되며, 내통의 길이 방향으로 적어도 하나 이상의 열매체가 더욱 설치되는 것을 특징으로 하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 열매체는 세라믹 허니컴 또는 세라믹 케스타블 지그재그 격벽으로 알루미나질 또는 지르코니아질로 제조 된 것을 특징으로 하는 브라운 가스 열핵반응 연소 방식의 고온로.