KR200166133Y1 - 연소상태와 안전도를 개선한 매립장 유독가스 소각연소장치.{.} - Google Patents

Abstract

1. 청구 범위에 기재된 고안이 속한 기술분야.

폐기물 쓰레기에서 발생하는 유독성 매립가스를 일정한 공간으로 모아서 소각연소 시키는 보일러 열기구 장치의 기계공학과, 유독성 매립가스의 대기오염 방지기술의 환경공학.

2. 고안이 해결하려고 하는 기술적 과제

1) 매립된 폐기물에서 발생하는 유독성 매립가스를 소각할 때 완전연소 최적의 온도상태로 유도하여 불완전 연소에 따른 이차적인 공해 물질을 발생하지 않도록 함.

2) 인화물질인 유독성 매립가스는 연소실 내에서만 소각 연소되어 화염이 밖으로 노출되지 않게 안전하게 연소하여 화재 및 폭팔 위험이 없도록 함.

3. 고안의 해결 방법의 요지.

1) 직진하여 강한 속도로 유입되는 매립가스를 연소실에서는 우회나선 방향으로 회전시키는 싸이크론 원리를 적용하여 완전연소 최적의 온도를 유도함.

2) 화염이 상승기류 작용으로 연소실 상부로 토출되는 것을 방지하기 위하여 화염 차단 및 잠열보호 타공망을 설치하여 화염을 연소실내에 고루 분포시킴.

4. 고안의 중요한 용도.

부패하기 쉬운 음식물 쓰레기가 특히 많은 한국 사회에서, 폐기물에서 발생하는 유독성 매립가스의 대기 공해를 방지하고, 매립가스를 정제하여 메탄가스의 연료 이용 방법을 연구하기 위하여, 대량의 가스관을 설치하여 일정한 장소에 유독성 가스를 모아서 처리하는 과정에서, 넘쳐나는 유독성 매립가스를 대기중에 무단방출하지 않고 안전하고 깨끗하게 소각 연소하여 공해를 방지하는 장치임.

Description

연소상태와 안전도를 개선한 매립장 유독가스 소각연소장치.{.}

본 고안은 매립장의 폐기물 쓰레기에서 발생하는 유독성 매립가스를 소각하여 악취제거 및 대기 공기의 오염을 줄이기 위한 소각장치(한국특허 공개번호 특 1998-065104)의 발명 기술에 연관된 고안으로 실용성을 개선한 것이다.

유독성 매립가스를 연소실에 고루 분포 시켜서 이차 오염물질을 최소화하는 최적의 온도로 연소가 되도록 개선하여 불완전 요소로 인한 이차적인 오염을 방지하고,

인화물질인 유독성 매립가스를 소각할 때 화염이 연소실 외부로 노출되지 않고 안전하게 연소하여 화재 및 폭팔 위험이 없도록 개선된 연소상태와 안전도를 개선한 매립장 유독가스 소각장치를 제공함에 있다.

국내의 대형쓰레기 매립장인 난지도에서는 매립된 폐기물에서 발생한 유독성 매립가스 및 악취성분의 대기발산으로 인하여 인근 지역의 생활에 악영향을 끼쳤다.

따라서 이후에 설정된 대형 위생 매립장에는 폐기물에서 발생하는 유독성 매립가스를 일정한 장소에 집하시키는 포집관을 종횡으로 설치한 후에 중앙으로 모아 인화성 물질인 매립가스를 소각연소하기 위해서 산유국의 원유에서 발생하는 인화성 가스를 소각하는 장치를 이용하여 유독성 매립가스를 소각연소 하였는데 인화물질 특성의 차이로 인하여 불완전 연소상태로 이차 오염의 원인이 되고 있으며 주위 공간에 화염이 노출되어 누적된 가스에 불이 번지는 화재의 위험을 안고 있기 때문에 악취와 안전사고에 대한 문제가 지속적으로 발생되므로 우리 한국 음식물 쓰레기가 주종을 이루는 폐기물 매립장에서 발생하는 매립가스의 특성에 맞는 매립가스 소각연소장치의 개발이 절실히 요청되고 있는 것이다.

인화성 매립가스를 연소시키는 장치로는 가스 보일러와 원유가스 소각기가 있는데 이러한 장치의 인화물질인 LPG 나 LNG 또는 원유가스는 인화성이 높기 때문에 연료가스 분사 노즐의 구조가 단순하며 연소실이 개방되어 있어도 불완전연소로 발생하는 이차오염에 대한 큰 문제가 없었으나, 우리 나라 매립가스는 때와 장소에 따라서 발생되는 가스의 특성이 다르며, 메탄의 농도가 낮기 때문에 안전하게 소각 및 연소를 유도하기 위하여,

첫째로는 경사각의 판을 노즐에 설치하여 연소가스를 연소실에 고르게 분포하여 화염이 직진하여 외부로 노출되지 않고 연소실에서만 소각한다.

둘째로는 흡입공기 안내 배관의 각도를 고려하여 공기를 연소실내에 유입시킬 때 우회 나선방향으로 돌게 하는 싸이크론 현상으로 인화물질인 매립가스와 혼합이 잘되어 소각연소 되도록 유도한다.

셋째로는 화염의 연소온도를 감지하는 센서로 구성된 피드백 클로스 루프회로에 2차흡입공기 조절 루버 자동제어 장치를 제어하여 최적의 연소온도를 유지 작동되도록 한다.

기타 연소실내에 특수구조의 잠열보호 및 화염차단 타공망을 설치하여 매립가스를 완전하게 연소시켜서 불완전 소각연소로 인한 오염과 악취를 제거하여 대기 공기의 공해를 방지하는 연소상태와 안전도를 개선한 매립장 유독가스 소각연소장치를 개발 하고자 한다.

제 1 도는 본 고안장치의 전체 계통의 구성과 설치 사시도.

제 2 도는 연소실 내부의 구성을 나타내는 측면 절개 단면도.

제 3도는 본 고안장치의 자동운전을 위한 전원계통의 자동제어 회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

101 : 유독성 매립가스 소각 연소실 102 : 인화성 가스 분사 노즐

103 : 1차 흡입공기 조절 댐퍼 104 : 역화방지 안전장치

105 : 연소실 흡입가스 수동차단 밸브 106 : 공급가스 분석 체취용 밸브

107 : 소각연소기 설치용 지지대 108 : 잠열보호 및 화염차단 타공망

109 : 2차 흡입되는 공기조절 루버 110 : 공기와 가스의 혼합된 상태

111 : 연소실에서 분포된 화염상태 112 : 자동 제어반

113 : 점화 고전압 발생장치 114 : 전기 점화 방전극

115 : 점화상태 감지 및 온도검지 116 : 전원공급용 축전지

117 : 정비점검을 위한 공간 118 : 단열보온

119 : 경사판을 부착한 원형 와류형성판 120 : 2차 흡입공기

본 고안 장치는 인화성 열량이 높은 원유 가스의 소각에 맞도록 구성되어, 수도권 매립장에서 발생하는 유독성 매립가스를 안전하고 깨끗하게 소각하지 못했던 결점을 개선하여 완전 연소상태로 유도하기 위해서, 경사각의 판을 원형 분사 노즐에 설치하여 연소가스를 소각연소실에 고르게 분포시키고, 흡입공기 댐퍼와 배관내의 각도를 우회전 외각 방향으로 경사를 두어 연소실에 흡입된 공기가 우회 나선방향으로 돌게 하는 싸이크론 현상으로 인화물질인 매립가스와 공기를 혼합시켜 완전 연소를 유도하는 장치를 하고, 연소실 상단에 특수구조의 잠열보호 및 화염차단 타공망을 장착하고 구성하였다.

이하 첨부된 도면에 따라 본 고안 장치의 개선된 구조와 작동 원리를 설명하고자 한다.

제 1 도는 본 고안 장치의 전체계통 구성과 설치 사시도 이며,

제 2 도는 연소실 내부의 구성을 나타내는 측면 절개 단면도로서 매립가스 분사노즐(102)이 정사각 판 원형노즐을 설치하여, 연소실에서 분포된 화염상태(111)가 연소실 전체에 골고루 분포되도록 하였으며,

연소실에 흡입되는 1차 공기는 우측으로 경사진 흡입관에 의해서 연소실 외각으로 우회전 방향으로 소용돌이를 일으키는 싸이크론 현상으로 인화물질인 매립가스와 공기를 혼합시켜서 완전히 연소되도록 하고,

타공망(117)이 연소실 상부에 설치 잠열보호 및 화염을 차단하여 2차공기 조절루버(109)는 온도변화에 따른 자동 각도 조절로 공기량를 제어 완전연소 및 최적의 연소온도를 유지 소각연소 되도록 작용한다.

제 3 도는 본 고안 장치의 자동 운전을 위한 전원계통의 자동제어 회로도이다.

연소상태와 안전도를 개선한 유독가스 소각연소장치를 작동시키는 자동점화 전기 제어반(112)의 전원은 직류 12V 축전지(116)에서 공급되어 설치 후에 주 전원 스위치를 ON 하여, 전원을 공급하면 항상 자동으로 작동되며,

배출가스의 오염정도와 화염 센서(115)로 구성된 피드백 클로스 루프회로의 자동제어 회로 구성에 대한 설명은 기존 보일러의 자동제어장치의 작동과 유사한 일반적인 전기 전자 회로이기 때문에 기본적인 회로도만 제시한다.

본 고안 장치에서는 매립장 폐기물에서 발생하는 인화성이 낮은 유독성 가스를 완전히 소각하기 위하여 가스 분사 노즐과 흡입공기 댐퍼 및 루버와 배관의 구성 특성을 조합시켜서 연소실 내에서 완전 연소를 유도하고, 독립된 축전지 전원의 자동제어 회로에 의해서 안전하게 작동할 수 있는 기능을 갖춘 연소상태와 안전도를 개선한 유독가스 소각연소장치를 구성한 것이다.

위생 쓰레기 매립장에서 발생하는 유독성 매립가스를 소각연소하기 위해서 산유국의 원유가스 소각 장치를 응용하여 사용함으로서, 연료가스의 인화성 특성 차이 때문에 불완전 연소되어 이차 오염을 일으키는 문제를 예방하고, 화염의 외부 노출로 인하여 화재가 매립장 전체에 확산될 사고 위험성을 사전에 방지할 수 있는 매립가스 소각장치의 개선이 필요했던 것이다.

본 고안 장치는 음식물 쓰레기가 주종을 이루는 한국의 쓰레기 매립장에서 발생하는 유독성 매립가스를 안전하고 깨끗하게 소각연소 시킬 수 있기 때문에 매립장 주변의 악취를 효과적으로 제거하고, 대기 공해를 줄여서, 환경 보호에 기여하는 연소상태와 안전도를 개선한 매립장 유독가스 소각연소 장치이다.

Claims (2)

1. 폐기물 쓰레기 매립장에서 발생하는 유독성 매립가스를 안전하고 깨끗하게 소각하여 환경공해 요인을 제거하기 위한 가스 소각기의 연소효율을 개선하여 완전 연소로 유도하기 위해서,

   경사각의 판을 원형의 노즐을 설치하여 매립가스를 연소실에 고르게 분포하고, 1차 흡입공기 안내 배관의 통로의 각도를 우측으로 경사지게 설치하며 2차 외부공기를 연소실 내에 유입시킬 때 루버의 각도를 조절 공기위량 조절 및 나선방향으로 소용돌이치면서 돌게 하는 회오리 현상으로 인화물질인 매립가스와 공기를 혼합하여 완전 소각연소 및 최적의 온도를 자동유지 되도록 구성하였으며 연소실 상부에 타공망을 2중으로 설치하여 잠열을 유지하고 화염을 차단하도록 구성 되었음을 특징으로 하는 연소상태와 안전도를 개선한 매립장 유독가스 소각연소장치.
2. 기존 버너 연소장치의 1 , 2차공기 강제 송풍방식이 아닌 1차공기는 밴추리 관을 이용 진공흡입방식을 특징으로 하고 2차공기는 자연기류 온도차에 따른 대류현상을 이용, 2차 흡입공기의 무동력 공급을 특징으로 하며 루버의 각도 조절로 생기는 공기량의 제어 공기흐름의 회오리 현상으로 온도자동조절 및 완전연소를 극대화한 장치를 특징으로하는 연소상태와 안전도를 개선한 매립장 유독가스 소각연소장치.