KR20010054033A - Furnace for sludge incineration - Google Patents

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KR20010054033A
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Abstract

PURPOSE: A sludge incinerating melting furnace is provided to minimize the discharge amount of molten slag with combustion gas in a swirl incinerating melting furnace. CONSTITUTION: A sludge melting furnace is composed of a first vertical combustion chamber(10) having plural supply nozzles(11,16) to supply sludge, oxidizer and air, and incinerating and melting sludge; a second inclined combustion chamber(20) connecting to the lower part of the first combustion chamber, having an air supply nozzle(22) and an auxiliary burner(21), and burning inorganic matters and incomplete combustion ; a slag cooler(30) mounted in the lower part of a combustion gas outlet of the second combustion chamber, and connected to the second combustion chamber by a conduit(23) to flow and cool molten slag with combustion gas in the second combustion chamber; and a combustion gas cooling pipe connected to the slag cooler to cool and discharge combustion gas from the second combustion chamber to the slag cooler. The discharge amount of slag among combustion gas is minimized, and the molten slag is prevented from being stuck to the conduit to improve efficiency.

Description

슬러지 소각용 용융로{FURNACE FOR SLUDGE INCINERATION}Sludge Incineration Furnace {FURNACE FOR SLUDGE INCINERATION}

본 발명은 하수 처리장이나 폐수 처리장에서 발생되는 슬러지(Sludge)를 소각 용융 처리하는데 사용되는 슬러지 소각 용융로에 관한 것으로, 소각과정에서 생성된 재가 연소가스와 함께 배출되는 과정에서 내부에 잔류하여 응고되거나 또는 관벽에 부착되는 것을 최소화시켜 이로 인한 효율저하를 방지할 수 있게 한 슬러지 소각용 용융로에 관한 것이다.The present invention relates to a sludge incineration melting furnace used for incineration melt treatment of sludge generated in a sewage treatment plant or a wastewater treatment plant, wherein ash generated during incineration is solidified by remaining in the process of being discharged with the combustion gas. The present invention relates to a furnace for sludge incineration, which minimizes adhesion to a pipe wall and thus prevents a decrease in efficiency.

현재, 하수처리장에서 발생되는 슬러지는 대부분 매립 또는 해양 투기로 처리되고 있으나, 향후 직매립이 금지됨에 따라 부분 소각으로 처리후 소각재를 매립하는 처리 방법으로 전환될 것으로 전망되고 있다. 그러나, 소각 처리는 잔류하는 소각재를 재매립하게 됨으로써 중금속 등에 의한 환경오염을 유발할 소지가 남게 된다. 따라서, 이러한 소각 처리의 단점을 해결하면서 잔류물을 환경적으로 무해하게 처리할 수 있는 방안으로 슬러지 소각 용융 방법이 연구되고 있다.Currently, most of the sludge generated from sewage treatment plants is treated with landfill or ocean dumping, but it is expected that the sludge generated from the sewage treatment plant will be converted to a landfill incinerator after partial incineration. However, the incineration process causes the remaining incineration ash to be refilled, leaving the possibility of causing environmental pollution by heavy metals. Therefore, the sludge incineration melting method has been studied as a way to deal with the environmentally harmless residue while solving the disadvantage of the incineration treatment.

슬러지 소각 용융 방법은 전기를 이용한 용융 방식과 연료를 이용한 용융 방식으로 크게 구분할 수 있으며, 전자의 경우 플라즈마(Plasma)를 이용한 방식, 전기 저항을 이용한 방식이 있고, 후자의 경우 코크스와 같은 보조연료를 슬러지와 함께 공급하여 용융시키는 코크스 베드 방식과 건조 분쇄된 슬러지를 산화제와 함께 기류 수송하여 노내에서 보조연료와 함께 소각 용융시키는 선회류 방식 등이 있다.The sludge incineration melting method can be divided into electric melting method and fuel melting method. In the former method, a plasma method and an electric resistance method are used. In the latter method, auxiliary fuel such as coke is used. There is a coke bed method for feeding and melting with sludge and a swirl flow method for incineration melting with auxiliary fuel in a furnace by transporting dry crushed sludge with an oxidant.

도 1은 기존의 선회류식 슬러지 소각 용융로를 개략적으로 나타낸 것이다.도시된 소각 용융로는 크게 1차 연소실(1)과 2차 연소실(2)로 구분할 수 있는데, 각 연소실(1)(2)은 가스 또는 액체 연료를 사용하여 연소실 내의 온도를 고온으로 유지시키기 위한 보조 버너(3)(6)와, 슬러지를 분사시키기 위한 복수개의 노즐(4)과, 공기 공급을 위한 노즐(5)(7)이 설치되어 1차 연소실(1)에서는 공급된 슬러지가 산화제와 반응하여 슬러지내의 가연분은 연소시키고 무기물은 용융시키게 되며, 2차 연소실(2)에서는 1차 연소실(1)에서 배출되는 불완전 연소가스를 2차 연소시켜 오염물질의 배출을 최소화시킨다.1 schematically shows a conventional swirl flow type sludge incineration furnace. The illustrated incineration furnace is classified into a primary combustion chamber 1 and a secondary combustion chamber 2, wherein each combustion chamber 1, 2 is a gas. Or an auxiliary burner (3) (6) for maintaining the temperature in the combustion chamber at a high temperature by using liquid fuel, a plurality of nozzles (4) for injecting sludge, and nozzles (5) (7) for supplying air In the primary combustion chamber 1, the supplied sludge reacts with the oxidant to combust the combustibles in the sludge and melt the inorganic material. In the secondary combustion chamber 2, the incomplete combustion gas discharged from the primary combustion chamber 1 is discharged. Secondary combustion minimizes emissions of pollutants.

슬러지 및 산화제는 1차 연소실(1) 벽면에 90°또는 180°간격으로 설치된 4개 또는 2개의 슬러지 공급용 노즐(4)을 통해 연소실 벽면에 접선 방향으로 분사되며, 공기 공급용 노즐(5)에서 분사된 공기는 연소실에서 강한 선회 유동장을 형성하면서 일정한 체류시간을 확보하여 산화제와 슬러지의 혼합을 촉진시킨다.The sludge and the oxidant are sprayed tangentially to the combustion chamber wall through four or two sludge supply nozzles 4 installed at 90 ° or 180 ° intervals on the wall of the primary combustion chamber 1, and the nozzle for air supply 5 The air injected at promotes the mixing of oxidant and sludge by securing a constant residence time while forming a strong swirling flow field in the combustion chamber.

1차 연소실(1)에서 형성된 용융 슬랙(Slag)은 1차 연소실(1)의 벽면을 타고 흘러내려 2차 연소실(2)에 유입되거나 연소가스와 함께 2차 연소실(2)에 유입되며, 도 2a에 도시된 바와 같이, 수직의 1차 연소실(1)과 경사진 2차 연소실(2)의 중심이 일치하므로 1차 연소실(1)에서 형성된 용융 슬랙은 2차 연소실(2)의 중심부로 떨어지게 된다. 그리고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 2차 연소실(2) 벽을 타고 흐르는 용융 슬랙은 2차 연소실(2) 끝에서 연도(8) 아래쪽으로 떨어져 슬랙 냉각기(9)의 냉각수에 의해 수냉 파쇄되어 저장 및 주기적으로 배출되며, 2차 연소실(2)에서 배출되는 연소가스는 2차 연소실(2) 끝에서 슬랙이 떨어지는 반대 방향인 연도(8) 위쪽으로 배출되어 보일러와 같은 열교환기로 유입된다.The molten slag formed in the primary combustion chamber 1 flows down the wall of the primary combustion chamber 1 to flow into the secondary combustion chamber 2 or into the secondary combustion chamber 2 together with the combustion gas. As shown in 2a, since the centers of the vertical primary combustion chamber 1 and the inclined secondary combustion chamber 2 coincide with each other, the molten slag formed in the primary combustion chamber 1 falls to the center of the secondary combustion chamber 2. do. As shown in FIG. 2B, the molten slack flowing through the wall of the secondary combustion chamber 2 is crushed by water of the cooling water of the slack cooler 9 at a lower side of the flue 8 at the end of the secondary combustion chamber 2. Stored and periodically discharged, the combustion gas discharged from the secondary combustion chamber (2) is discharged above the flue (8) in the opposite direction in which the slack falls at the end of the secondary combustion chamber (2) and flows into a heat exchanger such as a boiler.

그러나, 이러한 종래의 선회류식 소각 용융로는 슬러지를 미분화시켜 산화제와 함께 분사하는 기류 수송 방식을 취함으로써 연소가스에 유입된 용융 슬랙이 연소가스와 함께 배출될 때 연도의 내벽 상부에 흡착되어 장기간 운전시 관로를 막히게 할 뿐만 아니라, 열교환기의 전열관에 부착되어 열전달을 방해하여 열교환기의 성능을 저하시키는 원인을 제공하게 된다.However, such a conventional swirl-flow incineration furnace has an airflow transportation method in which the sludge is atomized and injected together with the oxidant, so that molten slag introduced into the combustion gas is adsorbed on the inner wall of the flue when discharged with the combustion gas, and thus, during long-term operation. In addition to clogging the pipeline, it is attached to the heat exchanger tube of the heat exchanger to interfere with heat transfer, thereby providing a cause of deteriorating the performance of the heat exchanger.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명은 선회류 방식의 소각 용융로에서 연소가스와 함께 배출되는 용융 슬랙의 배출량을 최소화 할 수 있는 선회류식 슬러지 소각 용융로를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the present invention provides a swirl flow type sludge incineration furnace that can minimize the discharge of the molten slag discharged with the combustion gas in the incineration melting furnace of the swirl flow method. There is a purpose.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 미분화된 슬러지, 산화제 및 공기를 공급하기 위한 복수의 공급 노즐과 이들을 연소시키기 위한 버너를 구비하여, 슬러지를 소각 용융시키는 수직형의 1차 연소실과; 1차 연소실 하단에 편심 연통되며, 공기 공급 노즐 및 보조 버너가 설치되어 1차 연소실에서 유입되는 미 용융 무기물 및 불완전 연소가스를 2차 연소시키는 경사형의 2차 연소실과; 2차 연소실의 연소가스 배출구 하부에 위치되며, 2차 연소실과 관로를 통해 연결되어 2차 연소실에서 연소가스와 함께 배출되는 용융 슬랙을 유입, 냉각시키는 슬랙 냉각기와; 슬랙 냉각기에 연결되어 2차 연소실로부터 슬랙 냉각기로 유입된 연소가스를 냉각 배출하는 연소가스 냉각관으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a vertical primary combustion chamber having a plurality of supply nozzles for supplying finely divided sludge, oxidant and air and a burner for burning them, incineration melting the sludge; An inclined secondary combustion chamber which is eccentrically communicated to a lower portion of the primary combustion chamber and is provided with an air supply nozzle and an auxiliary burner to secondary combustion unmelted inorganic material and incomplete combustion gas introduced from the primary combustion chamber; A slack cooler positioned below the combustion gas outlet of the secondary combustion chamber and connected to the secondary combustion chamber through a pipeline to introduce and cool the molten slag discharged with the combustion gas from the secondary combustion chamber; The combustion gas cooling pipe is connected to the slack cooler for cooling and discharging the combustion gas introduced into the slack cooler from the secondary combustion chamber.

이와 같은 본 발명에 의하면 1차 연소실과 2차 연소실이 편심 연통되어 있으므로, 1차 연소실로부터 유입되는 연소가스에 포함된 용융 슬랙이 2차 연소실로 유입되면서 선회력에 의해 2차 연소실 내벽에 부착됨으로써, 2차 연소실로부터 배출되는 연소가스에 포함되는 용융 슬랙의 배출량을 줄일 수 있게 된다.According to the present invention, since the primary combustion chamber and the secondary combustion chamber are eccentrically communicated, the molten slag contained in the combustion gas flowing from the primary combustion chamber is attached to the inner wall of the secondary combustion chamber by turning force while flowing into the secondary combustion chamber. It is possible to reduce the emission of molten slag contained in the combustion gas discharged from the secondary combustion chamber.

또한, 2차 연소실의 연소가스 배출구에서 용융 슬랙이 떨어지는 방향과 연소가스의 배출 방향이 일치됨으로써 슬랙이 2차 연소실의 연소가스 출구부에서 응고되지 않고 슬랙 냉각기에서 냉각되기 전까지 고온의 용융상태를 유지할 수 있게 된다. 따라서, 2차 연소실의 출구부 또는 2차 연소실과 슬랙 냉각기를 연결하는 관로가 응고된 슬랙에 의해 막히는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, the direction in which the molten slag falls in the combustion gas outlet of the secondary combustion chamber coincides with the discharge gas discharge direction, so that the slag does not solidify at the combustion gas outlet of the secondary combustion chamber and maintains a high temperature molten state until it is cooled in the slack cooler. It becomes possible. Therefore, the outlet of the secondary combustion chamber or the pipe connecting the secondary combustion chamber and the slack cooler can be prevented from being blocked by the solidified slack.

도 1은 기존 선회류식 슬러지 소각 용융로의 개략도,1 is a schematic view of a conventional swirl flow sludge incineration melting furnace,

도 2a는 도 1의 선 A-A에 의한 단면도,2A is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1,

도 2b는 도 1의 선 B-B에 의한 단면도,2B is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 1;

도 3은 본 발명에 따른 선회류식 슬러지 소각 용융로의 개략도,3 is a schematic view of a swirl flow type sludge incineration melting furnace according to the present invention;

도 4a는 도 3의 선 A-A에 의한 단면도,4A is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 3,

도 4b는 도 3의 선 B-B에 의한 단면도,4B is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 3;

도 5는 본 발명에 따른 슬러지 소각 용융로의 슬러지 및 산화제 공급용 다중 노즐의 개략도,5 is a schematic view of the multiple nozzle for supplying sludge and oxidant in the sludge incineration melting furnace according to the present invention,

도 6은 본 발명의 실시예.6 is an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 ; 1차 연소실 11 ; 다중 노즐10; Primary combustion chamber 11; Multiple nozzles

15 ; 선회기 16, 22 ; 공기 공급 노즐15; Turning machine 16, 22; Air supply nozzle

20 ; 2차 연소실 21 ; 보조 노즐20; Secondary combustion chamber 21; Secondary nozzle

23 ; 관로 30 ; 슬랙 냉각기23; Pipeline 30; Slack cooler

40 ; 연소가스 냉각관40; Combustion Gas Cooling Tube

이와 같은 본 발명의 특징적인 구성 및 이에 따른 작용효과는 첨부된 도면을 참조한 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.Such a characteristic configuration of the present invention and its effects will be more apparent through the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬러지 소각용 융융로는 미분화된 슬러지를 산화제와 함께 공급하여 소각 용융시키는 수직형의 1차 연소실(10)과, 1차 연소실(10)에서 유입되는 미 용융 무기물 및 불완전 연소가스를 2차 연소시키는 경사형의 2차 연소실(20)과, 2차 연소실(20)에서 연소가스와 함께 배출되는 용융 슬랙을 냉각시키는 슬랙 냉각기(30)와, 슬랙 냉각기(30)로 유입된 연소가스를 냉각 배출하는 연소가스 냉각관(40)로 크게 구성되어 있다.As shown in FIG. 3, the sludge incineration melting furnace according to the present invention is fed from the primary combustion chamber 10 and the vertical primary combustion chamber 10, which incinerates and melts finely divided sludge together with an oxidant. Inclined secondary combustion chamber 20 for secondary combustion of unmelted inorganic material and incomplete combustion gas, slag cooler 30 for cooling molten slag discharged with combustion gas from secondary combustion chamber 20, and slack cooler The combustion gas cooling pipe 40 which cools and discharges the combustion gas which flowed into the 30 is comprised large.

1차 연소실(10)은 미분화된 슬러지, 산화제 및 공기를 공급하기 위한 복수의 공급 노즐(11)(16)과 이들을 연소시키기 위한 버너(도시안됨)가 구비되며, 공급 노즐(11)(16)은 다시 1차 연소실(10)의 상부에 설치되어 슬러지와 산화제를 동시에 분사하는 하나의 다중 노즐(11)과, 1차 연소실(10) 측벽에 접선 방향으로 각각 설치되어 선회기류를 형성하는 하나 이상의 공기 공급 노즐(16)로 각각 구성된다.The primary combustion chamber 10 is provided with a plurality of supply nozzles 11 and 16 for supplying finely divided sludge, oxidant and air, and a burner (not shown) for burning them, and supply nozzles 11 and 16. Is again installed in the upper part of the primary combustion chamber 10, one of the multiple nozzles 11 for simultaneously injecting sludge and oxidant, and one or more respectively installed in the tangential direction on the side wall of the primary combustion chamber 10 to form a swirling air flow Each of the air supply nozzles 16 is configured.

도 5는 다중 노즐(11)의 구조를 나타낸 것으로, 직경크기가 다른 세 분사관(12)(13)(14)을 동일한 반경 중심으로 적층 설치한 3중관 형태로 이루어져 있으며, 가장 안쪽의 관(12)으로 산화제를, 가운데의 관(13)으로 슬러지와 수송용 공기를 그리고 최 외곽의 관(14)으로 산화제를 공급하는 구조로 되어 있다. 경우에 따라서는 가장 안쪽의 관(12) 및 최 외곽 관(14)으로 슬러지와 수송용 공기를, 가운데의 관(13)으로 산화제를 공급할 수도 있을 것이다.5 shows the structure of the multi-nozzle 11, and consists of a triple pipe type in which three injection pipes 12, 13 and 14 having different diameters are stacked and stacked at the same radius center, and the innermost pipe ( 12), an oxidant is supplied to the center tube 13, sludge and transport air, and an oxidant is supplied to the outermost tube 14. In some cases, sludge and transport air may be supplied to the innermost tube 12 and the outermost tube 14, and an oxidant may be supplied to the middle tube 13.

한편, 가장 외곽에 설치된 관(14) 내부에는 분사되는 산화제에 선회력 줄 수 있도록 선회기(15)가 설치되어 1차 연소실(10)에 설치된 공기 공급 노즐(16)과 함께 다중의 선회기류를 형성하게 된다. 따라서, 1차 연소실(10) 내부에 강한 선회 유동장이 형성되어 노즐(11)로부터 분사된 슬러지 및 산화제의 체류시간을 연장시킴과 동시에 슬러지와 산화제의 혼합을 촉진시키게 된다.Meanwhile, a swirler 15 is installed in the outermost tube 14 to give a turning force to the injected oxidant to form a plurality of swirling air streams together with the air supply nozzle 16 installed in the primary combustion chamber 10. Done. Therefore, a strong swing flow field is formed in the primary combustion chamber 10 to prolong the residence time of the sludge and the oxidant injected from the nozzle 11 and promote the mixing of the sludge and the oxidant.

2차 연소실(20)은 1차 연소실(10) 하단에 25°∼60°의 경사각으로 설치되며, 특히 도 4a에 도시된 바와 같이, 1차 연소실(10)과 2차 연소실(20)은 1차 연소실(10)의 중심축에 대해 2차 연소실(20)의 중심축이 편심되도록하여 1차 연소실(10) 내의 연소가스 및 슬랙이 2차 연소실(20)로 유입되면서 선회하여 상대적으로 큰 입자로 이루어진 용융 슬랙과 미 용융 무기물들이 2차 연소실(20) 벽면과 충돌하여 관벽에 부착되게 함으로써 연소가스와 함께 2차 연소실(20)로부터 배출되는 고형물의 배출량이 최소화되게 하였다.The secondary combustion chamber 20 is installed at an inclination angle of 25 ° to 60 ° at the lower end of the primary combustion chamber 10. In particular, as shown in FIG. 4A, the primary combustion chamber 10 and the secondary combustion chamber 20 are 1 The central axis of the secondary combustion chamber 20 is eccentric with respect to the central axis of the secondary combustion chamber 10 so that the combustion gas and slack in the primary combustion chamber 10 flow into the secondary combustion chamber 20 so as to rotate and relatively large particles. The molten slag and the unmelted inorganic material collide with the wall of the secondary combustion chamber 20 to be attached to the pipe wall, thereby minimizing the emission of solids discharged from the secondary combustion chamber 20 together with the combustion gas.

2차 연소실(20)에는 공기 공급 노즐(22)이 연소실 일측 벽에 접선 방향으로설치되어 연소실 내부에 선회장을 형성하고, 연소 각도를 가변적으로 조절할 수 있는 보조 버너(21)가 일측 끝부분에 설치되어 슬러지의 공급량에 따라 연소실 내 주 연소영역을 변경하면서 1차 연소실(10)에서 유입되는 미 용융 무기물을 완전히 용융시킴과 동시에 불완전 연소가스를 2차 연소시키게 된다.In the secondary combustion chamber 20, an air supply nozzle 22 is installed in a tangential direction on one wall of the combustion chamber to form a turning field inside the combustion chamber, and an auxiliary burner 21 that can variably adjust the combustion angle is provided at one end. Installed to change the main combustion zone in the combustion chamber according to the supply amount of sludge to completely melt the unmelted inorganic material flowing in the primary combustion chamber 10, and at the same time secondary combustion of incomplete combustion gas.

2차 연소실(20)의 연소가스 배출구 하부에는 2차 연소실(20)에서 연소가스와 함께 배출되는 용융 슬랙을 유입, 냉각시키는 수냉 방식의 슬랙 냉각기(30)가 2차 연소실(20)과 관로(23)를 통해 연결되며, 2차 연소실(20)에서 용융된 슬랙은 슬랙 냉각기(30)의 수면 위로 떨어져 수냉 파쇄되어 냉각 및 저장된다.In the lower portion of the combustion gas outlet of the secondary combustion chamber 20, a water-cooled slack cooler 30 for introducing and cooling the molten slack discharged with the combustion gas from the secondary combustion chamber 20 is connected to the secondary combustion chamber 20 and the pipe line ( 23, the molten slack in the secondary combustion chamber 20 is dropped onto the water surface of the slack cooler 30, crushed by water, cooled and stored.

관로(23)는 1차 연소실(10)과 2차 연소실(20)의 연결과 같은 원리로써 도 4b에 도시된 바와 같이, 2차 연소실(20)의 연소가스 배출구에 편심 연통됨으로써 2차 연소실(20)로부터 배출되는 연소가스가 관로(23)의 내부에서 선회하면서 연소가스에 포함된 용융 슬랙이 관로(23)의 벽면에 부착되게 한 구조로 되어 있다. 따라서, 1차 연소실(10)로부터 유입되는 연소가스에 포함된 용융 슬랙이 2차 연소실(20)로 유입되면서 선회력에 의해 2차 연소실(20) 내벽에 부착됨으로써, 2차 연소실(20)로부터 배출되는 연소가스에 포함되는 용융 슬랙의 배출량을 줄일 수 있게 되고, 슬랙이 떨어지는 방향과 연소가스 배출방향이 일치하게 되므로, 슬랙은 2차 연소실(20)의 연소가스 출구부에서 응고되지 않고 슬랙 냉각기(30)에서 냉각되기 전까지 고온의 용융상태를 유지할 수 있게 된다.Pipe line 23 is the same principle as the connection of the primary combustion chamber 10 and the secondary combustion chamber 20, as shown in Figure 4b, by the eccentric communication with the combustion gas outlet of the secondary combustion chamber 20, the secondary combustion chamber ( The combustion gas discharged from 20 is turned inside the pipeline 23 so that the molten slag contained in the combustion gas is attached to the wall surface of the pipeline 23. Therefore, the molten slack contained in the combustion gas flowing from the primary combustion chamber 10 enters the secondary combustion chamber 20 and is attached to the inner wall of the secondary combustion chamber 20 by the turning force, thereby discharging from the secondary combustion chamber 20. Since it is possible to reduce the discharge amount of the molten slag contained in the combustion gas to be, and the direction in which the slag falls and the combustion gas discharge direction is the same, the slag does not solidify at the combustion gas outlet of the secondary combustion chamber 20, the slag cooler ( It is possible to maintain a high temperature molten state before cooling in 30).

슬랙 냉각기(30)에는 2차 연소실(20)로부터 슬랙 냉각기(30)로 유입된 연소가스를 냉각 배출하는 연소가스 냉각관(40)이 연결된다. 연소가스 냉각관(40)은 소각 용융로의 측면으로 인출되어 용융된 슬랙이 슬랙 냉각기(30)의 수면 위로 떨어져 냉각되면서 발생한 증기를 연소가스와 함께 배출시키게 된다. 따라서, 기존 소각 용융로와는 달리 고온의 용융슬랙이 슬랙 냉각기(30)의 수면위로 떨어질 때 발생되는 증기에 의해 고온의 용융슬랙이 냉각되어 연소가스와 함께 배출됨으로써 용융슬랙이 연소가스 배출관에 부착되는 것을 최소화 할 수 있다.The slack cooler 30 is connected to a combustion gas cooling pipe 40 that cools and discharges the combustion gas introduced into the slack cooler 30 from the secondary combustion chamber 20. The combustion gas cooling pipe 40 is drawn out to the side of the incineration melting furnace to discharge the steam generated as the molten slag is dropped on the water surface of the slack cooler 30 together with the combustion gas. Therefore, unlike the conventional incineration melting furnace, the hot molten slag is cooled by the steam generated when the hot molten slag falls on the water surface of the slack cooler 30 and is discharged together with the combustion gas so that the molten slag is attached to the combustion gas discharge pipe. Can be minimized.

한편, 소각 용융로의 연소가스 배출관은 일반적으로 내화벽으로 구성되어 고온의 연소가스로부터 보호되고 있으나, 연소가스 내에 용융 슬랙이 포함되어 배출될 경우 슬랙이 벽면에 부착되는 문제가 발생한다. 따라서, 연소가스의 온도를 900℃∼ 1000℃ 이하로 냉각시켜 배출되게 하는 것이 바람직하며, 이를 위해 연소가스가 배출되는 연소가스 냉각관(40)에 수냉 자켓을 설치하여 연소가스를 적절히 냉각시킴으로써 연소가스에 포함된 용융 슬랙이 벽면에 응고되는 것을 최소화 할 수 있게 된다. 연소가스가 적절히 냉각된 이후의 관로는 내화벽으로하여 열손실을 줄이고 보일러 등의 열교환기에 유입되게 한다.On the other hand, the combustion gas discharge pipe of the incineration melting furnace is generally composed of a refractory wall is protected from the high-temperature combustion gas, but when the molten slag is discharged in the combustion gas is discharged there is a problem that the slag is attached to the wall surface. Therefore, the temperature of the combustion gas is preferably cooled to be discharged to 900 ℃ ~ 1000 ℃ or less, for this purpose, by installing a water cooling jacket in the combustion gas cooling pipe 40 through which the combustion gas is discharged by appropriately cooling the combustion gas The molten slack contained in the gas can be minimized to solidify on the wall. After the combustion gas is properly cooled, the pipeline is a fireproof wall to reduce heat loss and flow into a heat exchanger such as a boiler.

이하에서는 도 3 또는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도 6을 참조하여 본 발명의 작용효과를 설명한다.Hereinafter, with reference to Figure 3 or Figure 6 showing another embodiment of the present invention will be described the operation and effect of the present invention.

먼저, 1차 연소실(10)의 상부에 위치된 1개의 다중 노즐(11)을 통해 슬러지 및 산화제를 공급하면서 동시에 1차 연소실(10) 측벽에 설치된 공기 공급 노즐(16)을 통해 공기를 공급하여 1차 연소실(10) 내에서 슬러지 내의 가연분은 소각시키고 무기물은 고온으로 용융시킨다. 무기물을 용융시키기 위해서는 노내에 충분한 체류시간이 확보되어야하며, 다중 노즐(11)에 설치된 선회기와 연소실 측벽에 설치된공기 공급 노즐(16)에 의해 강한 선회장이 형성되면서 슬러지와 산화제의 혼합이 촉진됨과 동시에 가스와 무기물은 원심력 차이에 의해 무기물은 연소실 내벽에 부착하여 상대적으로 긴 체류시간을 확보할 수 있게 된다.First, the sludge and the oxidant are supplied through one of the multiple nozzles 11 positioned above the primary combustion chamber 10, and at the same time, the air is supplied through the air supply nozzle 16 installed on the side wall of the primary combustion chamber 10. In the primary combustion chamber 10, the combustibles in the sludge are incinerated and the inorganic material is melted at a high temperature. In order to melt the inorganic material, sufficient residence time must be ensured in the furnace, and a strong swirling field is formed by the swirler installed in the multiple nozzle 11 and the air supply nozzle 16 installed on the side wall of the combustion chamber, and the mixing of the sludge and the oxidant is promoted. At the same time, due to the difference in centrifugal force between the gas and the inorganic material, the inorganic material can be attached to the inner wall of the combustion chamber to secure a relatively long residence time.

또한, 1차 연소실(10)에서 배출된 연소가스 및 연소가스에 포함된 용융 슬랙은 2차 연소실(20)로 유입되면서 선회하여 상대적으로 큰 입자로 이루어진 용융 슬랙과 미 용융 무기물들이 2차 연소실(20) 벽면과 충돌하여 관벽에 부착됨으로써, 2차 연소실(20)에서의 체류시간이 연장됨과 동시에 2차 연소실(20)의 연소가스 배출구를 통해 배출되는 연소가스에 포함되는 무기물의 배출량을 줄일 수 있게 된다.In addition, the molten slack contained in the combustion gas and the combustion gas discharged from the primary combustion chamber 10 is introduced into the secondary combustion chamber 20 to rotate and the molten slack and the unmelted inorganic materials composed of relatively large particles are secondary combustion chamber ( 20) By colliding with the wall surface and attached to the pipe wall, the residence time in the secondary combustion chamber 20 is extended, and at the same time, the amount of inorganic matter contained in the combustion gas discharged through the combustion gas outlet of the secondary combustion chamber 20 can be reduced. Will be.

2차 연소실(20) 내에서는 1차 연소실(10)에서 용융되지 않은 미 용융 무기물을 완전히 용융시키면서 불완전 연소가스를 완전 연소시키게 된다.In the secondary combustion chamber 20, the incomplete combustion gas is completely burned while the molten unmelted inorganic material is completely melted in the primary combustion chamber 10.

2차 연소실(20)로부터 배출되는 용융 슬랙은 슬랙 냉각기(30)의 수면 위로 떨어져 수냉 파쇄되어 냉각 및 저장되며, 2차 연소실(20)에서 배출되는 연소가스는 슬랙이 떨어지는 같은 방향으로 배출되므로 연소실 출구에서 용융 슬랙이 항상 고온의 연소가스와 접하게 되어 응고를 방지할 수 있게 된다.The molten slack discharged from the secondary combustion chamber 20 is cooled and crushed by being dropped on the water surface of the slack cooler 30 to be cooled and stored, and the combustion gas discharged from the secondary combustion chamber 20 is discharged in the same direction in which the slack falls. At the outlet, the molten slack is always in contact with the hot combustion gases to prevent solidification.

슬랙 냉각기(30)를 통해 배출되는 연소가스는 수냉 자켓이 설치된 연소가스 냉각관(40)을 통과하면서 적절히 냉각되어 열교환기로 공급된다.Combustion gas discharged through the slack cooler 30 is properly cooled while passing through the combustion gas cooling pipe 40 in which the water cooling jacket is installed and supplied to the heat exchanger.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 1차 연소실 내부에 다중의 선회기류가 형성되게하여 무기물의 연소실내 체류시간을 늘리고, 또한 1차 연소실에서 배출되는 미 고형 무기물이 2차 연소실로 유입되면서 선회기류에 의해 2차 연소실내벽을 따라 흐르게하여 연소실 내부에서 충분한 체류시간을 확보함으로써 무기물을 완전 용융시킬 수 있게 된다. 따라서, 연소가스에 포함되는 슬랙의 배출량을 최소화시켜 연속 운전시 용융 슬랙이 연소가스와 함께 배출되어 관로나 열교환기의 전열관에 부착되어 효율저하를 일으키는 문제점을 해소할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, a plurality of swirling air streams are formed in the primary combustion chamber to increase the residence time in the combustion chamber of the inorganic material, and also the swirling airflow flows into the secondary combustion chamber while the non-solid inorganic material is discharged from the primary combustion chamber. By flowing along the inner wall of the secondary combustion chamber to ensure a sufficient residence time inside the combustion chamber it is possible to completely melt the inorganic material. Therefore, the molten slag is discharged together with the combustion gas during continuous operation by minimizing the emission of the slag included in the combustion gas, and thus it is possible to solve the problem that the efficiency is reduced by being attached to the heat pipe of the pipeline or the heat exchanger.

또한, 슬러지와 산화제가 하나의 다중 노즐을 통해 동시에 분사되게 함으로써, 기체 공급량 제어보다 상대적으로 어려운 슬러지의 공급량 제어를 용이하게하여 소각 용융로의 건설비를 절감할 수 있으며, 운전 방법을 간편화 할 수 있게 된다.In addition, by allowing the sludge and the oxidant to be injected at the same time through one multiple nozzle, it is possible to control the sludge supply volume, which is relatively difficult than the gas supply control, to reduce the construction cost of the incineration melting furnace, and to simplify the operation method. .

Claims (9)

슬러지를 산화제와 함께 노 내에 기류 수송하여 소각 용융 처리하는 선회류식 소각 용융로에 있어서,In a swirl flow type incineration furnace in which sludge is incinerated and melted by transporting sludge with an oxidant in the furnace, 미분화된 슬러지, 산화제 및 공기를 공급하기 위한 복수의 공급 노즐(11)(16)과 이들을 연소시키기 위한 버너를 구비하여, 슬러지를 소각 용융시키는 수직형의 1차 연소실(10)과;A vertical primary combustion chamber (10) having a plurality of supply nozzles (11) (16) for supplying finely divided sludge, oxidant and air, and a burner for burning them, incineration melting of the sludge; 상기 1차 연소실(10) 하단에 편심 연통되며, 공기 공급 노즐(22) 및 보조 버너(21)가 설치되어 상기 1차 연소실(10)에서 유입되는 미 용융 무기물 및 불완전 연소가스를 2차 연소시키는 경사형의 2차 연소실(20)과;Eccentric communication at the lower end of the primary combustion chamber 10, the air supply nozzle 22 and the auxiliary burner 21 is installed to secondary combustion of the unmelted inorganic material and incomplete combustion gas flowing from the primary combustion chamber (10). An inclined secondary combustion chamber 20; 상기 2차 연소실(20)의 연소가스 배출구 하부에 위치되며, 상기 2차 연소실(20)과 관로(23)를 통해 연결되어 상기 2차 연소실(20)에서 연소가스와 함께 배출되는 용융 슬랙을 유입, 냉각시키는 슬랙 냉각기(30)와;Located below the combustion gas outlet of the secondary combustion chamber 20, the secondary combustion chamber 20 is connected to the through the pipeline 23 through the molten slag discharged with the combustion gas from the secondary combustion chamber 20 inflow A slack cooler (30) to cool; 상기 슬랙 냉각기(30)에 연결되어 상기 2차 연소실(20)로부터 상기 슬랙 냉각기(30)로 유입된 연소가스를 냉각 배출하는 연소가스 냉각관(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬러지 소각용 용융로.Sludge incineration melting furnace characterized in that consisting of a combustion gas cooling pipe (40) connected to the slack cooler (30) to cool and discharge the combustion gas introduced into the slack cooler (30) from the secondary combustion chamber (20). 제 1항에 있어서, 상기 공급 노즐(11)(16)은 상기 1차 연소실(10) 상부에 설치되어 미분화된 슬러지와 산화제를 동시에 분사하는 하나의 다중 노즐(11)과, 상기 1차 연소실(10) 측벽에 접선 방향으로 각각 설치되어 선회기류를 형성하는 하나이상의 공기 공급 노즐(16)로 각각 구성된 것을 특징으로 하는 슬러지 소각용 용융로.The method of claim 1, wherein the supply nozzles (11) and (16) are installed in the upper portion of the primary combustion chamber 10, one multiple nozzle (11) for simultaneously injecting finely divided sludge and oxidant, and the primary combustion chamber ( 10) Sludge incineration melting furnace, characterized in that each consisting of at least one air supply nozzle 16 is installed in the tangential direction on the side wall to form a swirling air flow. 제 2항에 있어서, 상기 다중 노즐(11)은 직경크기가 다른 세 분사관(12)(13)(14)을 동일한 반경 중심으로 적층 설치한 것을 특징으로 하는 슬러지 소각용 용융로.3. The furnace for sludge incineration according to claim 2, wherein the multiple nozzles (11) are formed by stacking three injection pipes (12) (13) (14) having different diameters in the same radius center. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 다중 노즐(11)은 노즐 내부에 선회기(15)를 설치하여 상기 1차 연소실(10)에 설치된 공기 공급 노즐(16)과 함께 다중의 선회기류를 형성할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 슬러지 소각용 용융로.4. The multi-nozzle 11 according to claim 2 or 3, wherein the multiple nozzle (11) is provided with a swirler (15) inside the nozzle to provide multiple swirl streams together with the air supply nozzle (16) installed in the primary combustion chamber (10). Melting furnace for sludge incineration, characterized in that it is possible to form. 제 1항에 있어서, 상기 2차 연소실(20)의 설치 각도가 25°-60°의 경사각을 갖는 특징으로 하는 슬러지 소각용 용융로.The melting furnace for sludge incineration according to claim 1, wherein the installation angle of the secondary combustion chamber (20) has an inclination angle of 25 ° -60 °. 제 1항에 있어서, 상기 보조 버너(21)는 슬러지의 공급량에 따른 연소영역의 변경을 위해 설치 각도를 가변적으로 조절할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 슬러지 소각용 융융로.2. The smelting furnace for sludge incineration according to claim 1, wherein the auxiliary burner (21) makes it possible to variably adjust the installation angle in order to change the combustion region according to the supply amount of the sludge. 제 1항에 있어서, 상기 2차 연소실(20)과 상기 슬랙 냉각기(30)를 연결하는 관로(23)가 상기 2차 연소실(20)의 연소가스 배출구에 편심 연통되어, 상기 2차 연소실(20)로부터 배출되는 연소가스가 상기 관로(23)의 내부에서 선회하면서 상기 연소가스에 포함된 용융 슬랙이 상기 관로(23)의 벽면에 부착되게 한 것을 특징으로 하는 슬러지 소각용 용융로.The pipeline 23 connecting the secondary combustion chamber 20 and the slack cooler 30 is eccentrically communicated with the combustion gas outlet of the secondary combustion chamber 20, and thus the secondary combustion chamber 20 And the molten slag contained in the combustion gas is attached to the wall surface of the conduit (23) while the combustion gas discharged from the (3) turns inside the conduit (23). 제 1항에 있어서, 상기 슬랙 냉각기(30)는 수냉 방식인 것을 특징으로 하는 슬러지 소각용 용융로.The furnace for sludge incineration according to claim 1, wherein the slack cooler (30) is water cooled. 제 1항에 있어서, 상기 연소가스 냉각관(40)에 수냉 자켓이 설치된 것을 특징으로 하는 슬러지 소각용 용융로.The furnace for sludge incineration according to claim 1, wherein a water cooling jacket is installed in the combustion gas cooling pipe (40).
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