KR20010037287A - 폐열보일러의 오염방지를 위한 산업 폐기물 소각로 - Google Patents

Abstract

목적 : 본 발명은 산업 폐기물을 소각재료로 사용하는 로터리 킬른 소각로를 이용한 산업 폐기물 소각로에 있어서, 일차 연소후 생성되는 잔여물이 폐열보일러 내부로 유입되지 않도록 함으로써 폐열보일러의 성능 및 효율의 저하를 막을 수 있도록 하는 산업 폐기물 소각로에 관한 것이다.

구성 : 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 있어서는, 종래의 고상쓰레기 투입구(20), 로타리 킬른 소각로(12), 회 배출구(18) 2차 연소로 폐열 보일러(16)로 구성된 종래의 산업 폐기물 소각로에 있어서, 2 차 연소로의 입구측에 분할벽을 설치함으로써 로타리 킬른에서의 비산회가 2차 연소로에 유입되는 것을 막을 수 있도록 구성된 것이다.

효과 : 고상 폐기물의 소각 중에 로타리 킬른 소각로에서 발생된 비산 회가 2차 연소로를 거쳐 폐열 보일러로 흘러가는 양을 매우 효과적으로 줄임으로써, 폐열 보일러 후단에 설치된 배가스 처리 설비의 성능을 향상시키고, 폐열 보일러의 증기 발생 효율 저하를 방지하여 소각설비의 가동을 중지시키지 않고 장기간에 걸쳐 안정적으로 가동할 수 있도록 하는 것이다.

Description

폐열보일러의 오염방지를 위한 산업 폐기물 소각로 {A Burn up braizer of industrial waster articles for anti-dirty of waste articles boiler}

본 발명은 산업 폐기물을 소각재료로 사용하는 로터리 킬른 소각로를 이용한 산업 폐기물 소각로에 있어서, 일차 연소후 생성되는 잔여물이 폐열보일러 내부로 유입되지 않도록 함으로써 폐열보일러의 성능 및 효율의 저하를 막을 수 있도록 하는 산업 폐기물 소각로에 관한 것이다.

일반적으로, 산업 폐기물을 소각하기 위한 소각로는 소각 잔재를 슬래그 (Slag) 상태로 만드는 로터리 킬른(Rotary Kiln) 소각로를 1차 소각로로 채택하여 사용하고 있다.

로터리 킬른 소각로는 산업 폐기물을 고열을 이용하여 회전하는 경사면을 가진 로터리 킬른 소각로를 이용하는 것으로서, 고상의 산업 폐기물이 투입되면, 고열로서 산업 폐기물을 소각하며, 경사면을 가지며 회전하는 로타리 킬른 소각로에 의하여 소각된 잔재가 로타리 킬른 소각로의 하부의 경사면을 따라 조금씩 부서지며 2차 연소로 쪽으로 유입되는 것이다.

이렇게 유입된 소각 잔재는 2차연소로에서 완전 소각되면서 폐열보일러로 유입되어 여기서 발생된 열량을 폐열보일러에 전달하고서 배가스 처리설비를 통과한 후, 외부로 배출되는 것이다.

상기와 같은 로터리 킬른 소각로는 소각처리량에 비해 소각로가 매우 크게 구성되어야만 폐기물의 완전한 소각이 가능하며, 소각온도가 매우 높고, 다량의 소각이 이루어짐에 따라 유입되는 공기의 양이 많아서 소각 잔재인 비산회가 다량으로 발생하게 된다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 종래의 산업 폐기물 소각로를 살펴보면 다음과 같다.

도 1 은 종래의 로타리 킬른 소각로가 채용된 산업폐기물 소각로의 단면도이다.

종래의 산업 폐기물 소각로(10)는 고상 쓰레기 투입구(20)가 로타리 킬른 소각로(12)의 일단부에 형성되고, 타단은 2차 연소로(14)로 연결되며, 2차 연소로(14)와의 연결 하부에는 회 배출구(18)가 구성되어 있으며, 2차 연소로(14)는 폐열 보일러(16)와 연결되는 구성으로 되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 산업 폐기물 소각로(10)에 있어서, 산업 폐기물을 이용하여 보일러를 가동하고자 하는 경우에는, 먼저, 로타리 킬른 소각로(12)의 일단부의 고상 쓰레기 투입구(20)에 투입하고, 미도시된 로타리 킬른 소각로(12)의 측면에 형성된 오일 버너를 가동하면, 투입된 고상 쓰레기는 로타리 킬른 소각로(12) 내부의 고열의 소각 가스에 의해 건조, 증발, 열분해 및 소각과정을 거친 후 소각잔여물로 변하게 되고, 회전하는 회전력에 의하여 소각 잔여물이 조금씩 분쇄되며, 출구쪽으로 이동하게 된다.

분쇄된 소각 잔여물은 비산회가 되어, 대부분의 비산회는 회 배출구(18)로 떨어져 산업 폐기물 소각로(10)의 외부로 배출되나, 가벼운 비산회는 소각 가스와 함께 2차 연소로(14)로 투입되고, 투입된 비산회는 2차 연소로(14)의 연소실 벽에 일부는 부착되고, 연소되고 남은 비산회는 폐열 보일러(16)로 넘어가 일부는 폐열 보일러(14)의 전열면에 부착하게 되며, 나머지는 배기구를 통하여 외부로 배기된다.

여기서, 상기 고상쓰레기의 비중이 작거나 소각잔여물의 입자가 미세할 경우에는, 고상 쓰레기와 소각 잔여물이 1차 소각중에 발생된 가스와 함께 2차 연소로(14)로 이동하면서, 용융상태로 2차 연소로 벽에 부딪혀 붙어있거나, 폐열보일러(16)로 유입되어 폐열보일러(16)의 전열면에 부착되므로 보일러의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.

상기한 문제점으로 인하여, 보일러의 성능을 유지하기 위해서는 일정시간 가동 후, 소각로의 운전을 멈춘 뒤, 폐열 보일러(16) 및 2 차 연소로(14)에 고착된 비산회를 제거한 뒤, 다시 가동하여야 하는 문제점이 있는 것이다.

특히, 소각할 고상 쓰레기량이 많고 적절한 소각공기량이 보유되지 못하면, 소각 잔재인 비산회가 많아지게 되고, 이에 따라 비산회가 2차 연소로에서 용융하게 되어 폐열보일러를 오염시킴에 따라 보일러의 전열면을 통한 열 전도율이 낮아지게 되어, 보일러의 성능이 저하되며, 배출구로 다량의 비산회가 배출됨에 따라 소각된 배 가스의 온도를 충분히 낮출 수 없게 된다.

이 때, 배 가스 처리 용량이 작은 경우에는 과부하가 걸리면서 산업 폐기물 소각로가 작동할 수 없게 되는 문제점이 발생하게 된다

상기와 같은 문제점으로 인하여 배가스 처리설비에 많은 설비 투자를 필요로 하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 일차 연소후 생성된 잔여물이 폐열보일러 내부로 유입되지 않도록 함으로써, 폐열 보일러의 전열면에 부착되어 보일러에서 열 전도를 방해하던 요인을 제거함으로써, 보일러의 성능 및 효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 소각 설비의 연속 운전이 가능하게 되며, 폐열 보일러의 후단으로 배출되는 배가스의 양이 줄어들게 되어, 상기한 배가스를 처리하기 위한 배가스 처리설비의 과다한 지출을 막을 수 있도록 하는 폐열보일러의 오염방지를 위한 산업 폐기물 소각로를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 로터리 킬른 소각로가 채용된 산업 폐기물 소각로의 단면도,

도 2는 본 발명의 로터리 킬른 소각로의 상세단면도,

도 3은 종래의 로타리 킬른 소각로가 채용된 산업폐기물 소각로의 단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100 : 산업폐기물 소각로 120 : 분할 벽

12 : 로타리 킬른 소각로 14 : 2차 연소로

16 : 폐열 보일러 18 : 회 배출구

20 : 고상 쓰레기

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 있어서는, 종래의 고상쓰레기 투입구, 로타리 킬른 소각로, 회 배출구, 2차 연소로, 폐열 보일러 등으로 구성된 종래의 산업 폐기물 소각로에 있어서, 2 차 연소로의 입구측에 분할벽을 설치함으로써 로타리 킬른 소각로에서의 비산회가 2차 연소로에 유입되는 것을 막을 수 있도록 구성된 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 로터리 킬른 소각로가 채용된 산업 폐기물 소각로의 단면도이고, 도 2a는 본 발명의 로터리 킬른 소각로의 동작상태의 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A선 단면도이다.

여기서, 종래의 구성과 동일한 부분에 대하여서는 설명의 동일성 유지를 위하여 동일 부호를 사용한다.

경사면을 갖으며 회전하는 로타리 킬른 소각로(12)의 일단에 고상쓰레기 투입구(20)를 설치하고, 그 타단의 일측 하부에는 로타리 킬른 소각로(12)에서 발생된 소각 잔재물인 비산회를 회 배출구(18)을 통하여 배출하며, 소각 가스는 2차 연소로(14)로 유입되어, 미 소각된 잔재물을 2차 연소로(12)에서 다시 완전연소시킨 뒤, 폐열 보일러(16)로 유입시켜 상기 연소된 열에 의하여 폐열 보일러(16)의 전열면을 데워 보일러를 가동시키도록 하는 종래의 산업 폐기물 보일러에 있어서,

2차 연소로의 입구측에 분할벽(120)을 설치하여 로타리 킬른에서 발생된 소각 잔재물인 비산회가 2차 연소로(14) 쪽으로 유입되지 않도록 구성한 것이다.

상기한 분할 벽(120)은 소각 가스는 2차 연소로(14)로의 유입이 원활하고, 비산회는 상기 분할 벽(120)에 의하여 2차 연소로(14)로의 유입 차단을 위하여 2차 연소로(14) 입구의 약 2/3 정도를 막는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 동작관계를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 산업 폐기물인 고상 쓰레기는 고상 쓰레기 투입구(20)를 통하여 로타리 킬른 소각로(12)에 투입된다.

투입된 고상 쓰레기는 로타리 킬른 소각로(12)의 측면에 설치된 오일 버너에 의하여 착화되어, 건조, 증발되면서 소각되어, 소각 잔재(200)는 도 2a 및 도 2b에서 보는 바와 같이, 로타리 킬른 소각로(12)의 회전에 따라 한쪽 벽으로 모여지면서, 로타리 킬른 소각로(12)의 자체 경사에 의하여 로타리 킬른 소각로(12)의 출구부로 천천히 이동하면서 고상 쓰레기의 소각이 진행된다.

상기 소각과정에서 생성된 소각 잔재(200)은 로타리 킬른 소각로(12)의 출구부로 근접할수록 작아지게 되며, 소각 잔재(200)는 로타리 킬른 소각로의 회전력에 의하여 주기적으로 미끄러지면서 약간씩 부서지게 된다.

여기서, 발생된 소각 잔재(200)의 대부분은 로타리 킬른 소각로(12)의 출구측에 위치한 회 배출구(18)로 유입되어, 산업 폐기물 소각로(100) 밖으로 배출되나, 작은 입자들의 소각 잔재인 비산 회는 풍부한 소각가스에 의하여 날리게 되어, 2차 연소로(14) 쪽으로 유입된다.

상기한 소각 가스에 실려 2차 연소로(14) 쪽으로 유입되는 비산 회는 2차 연소로(14) 입구에 설치된 분할 벽(120)과 충돌하게 된다.

분할 벽(120)과 충돌한 비산회들은 분할벽(120) 바로 전단에 설치된 회 배출구(18)로 떨어져서 소각로로 부터 제거되고, 나머지 소각 가스만 2차 연소로(14)로 유입되어, 완전 연소된 뒤, 폐열 보일러(16)에 열량을 전달한 뒤, 미도시된 배 가스 처리설비를 통하여 외부로 배출되는 것이다.

이러한 일련의 과정을 거치면서 소각중에 발생된 비산회들은 2차 연소로(14)에 유입되는 양이 줄어들게 되고, 이에 따라 폐열 보일러(16)에 유입되는 비산 회의 양도 줄어들게 되어, 폐열 보일러(16) 전열면에 부착되어 열 전달을 방해하는 현상도 줄어들게 된다.

아울러 고상 쓰레기 투입시 가벼운 것들은 과다한 소각공기양 때문에 로타리 킬른(12)에서 소각이 되지 않고, 바로 로타리 킬른(12)의 출구부로 날라와 일부는 회 배출구(18)를 통하여 배출되고 나머지는 2차 연소로(14)에 유입되면서 소각이 진행되어 이 과정에서 발생되는 비산회가 폐열 보일러(16)로 유입되어 폐열 보일러(16)의 전열면을 오염시키던 원인을 제거함으로써, 폐열 보일러의 효율을 증가시킬 수 있는 것이다.

또한, 폐열 보일러(16)에 유입되는 비산회의 양이 현저히 줄어들게 됨에 따라 배 가스 처리설비를 통하여 외부로 배출되는 배 가스 량도 줄어들게 됨으로써 배 가스 처리 설비의 용량을 크게 확충할 필요성이 없게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의하여서는 고상 폐기물의 소각 중에 로타리 킬른 소각로에서 발생된 비산 회가 2차 연소로를 거쳐 폐열 보일러로 흘러가는 양을 매우 효과적으로 줄임으로써, 폐열 보일러 후단에 설치된 배가스 처리 설비의 성능을 향상시키고, 폐열 보일러의 증기 발생 효율 저하를 방지하여 소각설비 가동에 필요한 소내 전력을 장기간에 걸쳐 안정적으로 공급할 수 있게 된다.

이에 따라, 고상 폐기물 소각설비를 종래에 비하여 약 30% 이상 더 연속적으로 운전할 수 있게되어 전체적인 소각설비의 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 배 가스의 양이 현저히 줄어들게 됨으로써, 배 가스 처리를 위한 시설 용량을 확충할 필요성이 없어지게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 고상 쓰레기 투입구, 로타리 킬른 소각로, 2차 연소로, 회 배출구, 폐열 보일러로 구성된 로타리 킬른을 이용한 산업폐기물 소각로에 있어서,

   2차 연소로의 입구에 분할 벽을 설치하여 비산 회의 유입을 막을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 폐열보일러의 오염방지를 위한 산업 폐기물 소각로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분할 벽은 2차 연소로 입구의 약 2/3를 막을 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 폐열보일러의 오염방지를 위한 산업 폐기물 소각로.