KR200166171Y1 - 로터리 킬른 소각로 - Google Patents

Abstract

연소 효율을 증대시킴은 물론 일반연료와 대체 연료의 병행 사용이 가능하고, 간단한 설비로 이루어지는 로터리 킬른(Rotary kiln) 소각로에 관한 것으로, 제1 연소실(로터리 킬른)에 일반 연료 및 대체 연료를 사용할 수 있는 2중 버너 장치를 구비하고, 제1 연소실 출구 상부 측에 제2 연소실을 플랜지 이음으로 직결하여 구성됨으로서,

연료비를 절감할 수 있으며, 소각 효율을 증대시킬 수 있고, 단지 미연가스와 비회 만이 제2 연소실로 이동하여 재 연소가 이루어지도록 하여 2차 연소 및 후처리 공정을 간소화시킬 수 있으며, 1차 연소실 하부에 구성된 재(ash) 배출장치를 통하여 재의 배출이 자동으로 이루어지므로 소각물질 투입구에 투입되는 소각 물질을 별도로 분류하지 않고 투입할 수 있는 이점이 있다. 또한 2차 연소실을 컴팩트한 자립형 쳄버로 제작함으로서 공장에서 제작하여 현장에서 용이하게 설치할 수 있어 로터리 킬른 소각로의 제작비용을 줄일 수 있다.

Description

로터리 킬른 소각로{Rotary kiln incinerator}

본 고안은 로터리 킬른 소각로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소 효율을 증대시킴은 물론 일반 연료와 대체 연료의 병행 사용이 가능하고, 간단한 설비로 이루어지는 로터리 킬른(Rotary kiln) 소각로에 관한 것이다.

일반적으로 로터리 킬른 소각로는, 1차 연소실(로터리 킬른 본체) 및 2차 연소실로 이루어져 있으며, 1차 연소실의 입측에는 소각 물질 투입구가 배치되어 있고, 착화 및 조연 버너가 배치되어 있으며, 1차 연소실은 모터 등의 구동원에 의하여 횡형 원통로가 회전하는 구조를 가지고 있다. 그리고 상기 1차 연소실의 출구 측에는 2차 연소실이 직결 관통되어 있으며, 1차 연소실에서 연소된 불연성 잔재와 미연분이 2차 연소실로 인입되어 또 다른 버너에 의하여 연소가 이루어지는 구조를 가지고 있다.

이러한 종래의 로터리 킬른 소각로는, 소각 물질이 인입되는 입구측에 착화 및 조연 버너가 배치되어 있어 내부 대류와 같은 방향으로 불꽃이 방사되어 연료의 소모량이 많고, 연소 효율이 좋지 않은 문제점이 있다. 또한 1차 연소실의 출구 측에 설치되는 2차 연소실은 1차 연소실에서 완전 연소된 소각재(fixed ash)와 불연성 잔재 등이 재거되지 않은 상태로 인입되어 불필요한 부하량 증대와 연소 효율 저하 및 분진 배출량의 증대 등의 문제점을 안고 있으며, 소각재, 불연성 잔재 등과 미연분을 처리하기 위하여 복잡한 구조를 갖게 되어 현장에서 시설을 해야 하므로 작업성이 떨어져 제조 원가가 증가하는 문제점이 있다. 또한 2차 연소실로 인입된 불연성 잔재와 미연분이 2차 연소실에서 불완전 연소되거나 하부로 배출이 잘 되지 않으면, 배기가스의 함진 농도가 높아지고 불티(특히 석면) 등이 다음 공정으로 이동하여 화재의 위험과 과다한 분진으로 인하여 싸이클론 등의 프리 더스터(pre duster) 설비를 추가해야 하는 문제점 있다.

따라서 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 본 고안의 목적은 내부의 대류와 같은 방향으로 버너의 불꽃이 방사되는 동시에, 내부의 대류와 반대 방향으로 버너의 불꽃이 방사되도록 하여 연소 효율을 증대시키며, 소각재와 불연성 잔재 등을 재(ash) 배출구로 2차 연소실 인입 전에 자동 배출하고, 미연가스와 회분 만을 2차 연소실로 유입되도록 하여 2차 연소실에서 배기가스 중의 미연가스와 비회를 재 연소하여 배기가스를 줄임으로서 후처리 공정의 컴팩트화를 도모하는 로터리 킬른 소각로를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은,

소각을 위한 재료를 투입하는 소각 물질 투입구와;

상기 소각 물질 투입구가 고정되는 제1 측판과, 상기 제1 측판으로부터 일정한 거리를 이격하여 배치되는 제2 측판과, 상기 제1, 2 측판 사이에 회전 가능하게 배치되며 상기 소각 물질 투입구로부터 인입된 소각 물질이 수용되는 공간을 가지고 있는 회전로를 구비하고 있는 제1 연소실과;

상기 제1 연소실의 제2 측판 상부에 플랜지 이음으로 직결되는 제2 연소실과;

상기 제1 측판에 설치되며, 제1 연소실 내의 소각 물질을 연소시키기 위한 제1 버너와;

상기 제2 측판의 하부측에 설치되며 제1 연소실 내의 소각 물질을 연소시키기 위한 제2 버너와;

제2 연소실에 설치되며 제2 연소실로 인입되는 비회를 소각하기 위한 제3 버너와;

상기 제1 연소실 출구 하부에 제1 연소실에서 발생한 소각재와 불연성 잔재를 배출하기 위한 재 배출수단;

을 포함하고 있는 로터리 킬른 소각로를 제공한다.

도 1은 본 고안에 따른 실시예를 설명하기 위한 로터리 킬른 소각로를 도시한 측면도,

도 2는 본 고안에 따른 재 배출구의 구조를 도시하고 있는 도면,

도 3은 도 2의 재 배출구의 주요 부분을 도시하고 있는 사시도,

도 4는 본 고안에 따른 실시예의 로터리 킬른 소각로에서 버너의 작동에 따른 분진 및 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면,

도 5는 도 2의 쓰레기 투입기 측을 도시하고 있는 좌측면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 실시예를 설명하기 위한 로터리 킬른 소각로의 외형 및 부분 단면을 나타내고 있는 도면으로서, 소각 물질 투입구(1)와, 제1, 2 연소실(3, 5)을 도시하고 있다.

상기 제1 연소실(3)은 상기 소각 물질 투입구(1)가 결합되는 제1 측판(7)과, 상기 제1 측판(7)으로부터 일정한 거리가 이격되어 배치되는 제2 측판(9) 및 상기 제1, 2 측판(7, 9) 사이에 배치되어 회전하는 횡형 원통 회전로(11) 내부의 공간에 형성된다. 상기 소각 물질 투입구(1)는 통상의 것으로 이루어지며 쓰레기 또는 소각하기 위한 재료를 투입하기 위한 것이다. 상기 소각 물질 투입구(1)는 제1 측판(7)의 일측에 결합되어 제1 연소실(3) 내로 소각 물질을 인입시킬 수 있는 구조를 가지고 있다.

상기 회전로(11)는 회전로 외부에 별도로 설치된 로울러형, 기어형, 체인형 등의 구동장치(13)에 의해 회전할 수 있는 구조를 가지고 있다.

상기 제1 측판(7)의 일측에는 대체 연료를 사용할 수 있는 제1 버너(15)가 결합되어 있다. 상기 제1 버너(15)는 연료 절감을 위하여 정제 폐유 또는 건류가스 등을 사용할 수 있으며, 이 대체 연료 공급 수단과 연결되어 있다.

상기 제2 측판(9)의 중간부를 기준으로 상측에는 제2 연소실(5)이 플랜지 이음(flange coupling)으로 직결되어 있다. 그리고 제2 측판(9)의 하측, 즉 상기 제2 연소실(5)이 결합되는 하측에는 제2 버너(17)가 결합된다. 상기 제2 버너(17)는 일반 연료 즉, 경유 또는 도시가스 등이 사용된다. 상기 제2 버너(17)는 일반 연료를 공급할 수 있는 일반 연료 공급수단과 연결되어 있다. 상기 제2 버너(17)는 제1 연소실(3) 내부의 대류가스가 소각재가 유입되는 입구측에서 배출되는 출구측(도면 기준으로 왼쪽에서 오른쪽)으로 대류의 이동이 일어나게 되며, 이와 대향하는 위치에 배치되어 연소효율을 극대화시킬 수 있게 배치되는 것이다.

한편 상기 제1 연소실에는 제1 버너(15)의 인접한 위치에, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 쓰레기 연소를 위하여 일반연료가 공급되는 또 다른 버너(16)를 더 구비하고 있는 것이 더욱 바람직하다. 상기 버너(16)는 대체연료의 공급이 불가능할 때 지속적으로 제1 연소실 내의 쓰레기를 소각시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

그리고 상기 제2 연소실(5)은 일측에 제1 연소실(3)에서 이동하는 불완전 연소된 비회를 연소시킬 수 있도록 제3 버너(19)를 구비하고 있다.

한편, 상기 제1 연소실(2)의 하부 즉, 제2 측판(9)의 하부를 연장하여 재 배출수단(21)이 마련되어 있다. 상기 재 배출수단(21)은 제1 연소실(3)에서 완전 연소된 재(ash)와 연소되지 않는 불연성 잔재를 외부로 배출시키기 위한 것으로, 도 2 및 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 호퍼(31)와 고형물 분리부재(33) 및 공기 유입 차단 및 고형물 배출부재(35)를 구비하고 있다.

상기 호퍼(31)는 제1 연소실(3)과 상부가 연통되어 있으며, 제1 연소실(3) 출구측인 제2 측판(9)의 하부에 설치되어 있다.

상기 호퍼(31)의 중간부에는 고형물 분리부재(33)가 경사지게 설치되어 있는데, 상기 고형물 분리부재(33)의 일측은 호퍼(31)의 외측으로 돌출되고, 또 다른 일측은 호퍼(31) 내에 배치된다. 상기 고형물 분리부재(33)는 호퍼(31) 내에 배치되는 부분이 일정한 크기의 소각재와 불연성 잔재(강제, 돌이나 모래, 유리 등 무기물)를 선별할 수 있도록 스크린(스테인레스 철망)으로 이루어져 있다.

따라서 제1 연소실(3)에서 호퍼(31)로 낙하하는 소각재와 불연성 잔재는 일정한 크기 이하의 것은 아래로 낙하하고, 일정한 크기 이상의 것은 상기 고형물 분리부재(33)의 경사면을 타고 외부로 배출된다.

또한, 상기 호퍼(31)는 하단 배출구 부분에 공기 유입 차단 및 고형물 배출부재(35)가 배출구를 선택적으로 개폐할 수 있도록 회전 가능하게 결합되어 있다. 상기 공기 유입 차단 및 고형물 배출부재(35)는 평상시에는 폐쇄되어 제1 연소실(3) 내부로 외부의 공기가 인입되지 않도록 하며, 상부에 일정한 량의 고형물이 쌓이면 오픈시켜 쌓인 고형물을 제거한다.

이와 같이 이루어지는 본 고안의 로터리 킬른 소각로는, 외부 구동장치(13)의 작동에 의하여 회전로가 회전하고 있는 상태에서 제1 버너(15)측으로는 대체 연료를 주입하여 작동시키고, 제2 버너(17)는 일반 연료를 주입하여 작동시킨다. 이오 같은 2중 연소버너의 장착으로 제1, 2 버너(15, 17)의 동시 가동뿐 만 아니라, 제1 버너(15)에 사용되는 대체 연료의 공급이 중단되더라도 제2 버너(17)와 제3 버너(19)를 통한 정상적인 연속운전이 가능하게 된다. 만일 제1 버너(15)가 대체연료의 부족으로 작동이 중단되는 경우에는 상술한 또 다른 버너(16)로 일반 연료를 공급하여 쓰레기 투입구 측에서 버너가 연속적으로 작동될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 상태에서 소각 물질 투입구를 통하여 불연물의 선별 없이 소각 물질을 투입한다. 그러면 소각 물질의 소각이 이루어지고, 대류가 입구측에서 출구 측으로 이동되므로(도 4에 도시하고 있음) 제2 버너(17)에 의한 연소 효율은 극대화된다. 이러한 과정을 통하여 미연가스와 불완전 연소된 비회는 제2 연소실(5)로 이동하여 제3 버너(19)를 통하여 재 연소에 의한 완전 연소가 이루어지고 후처리 공정으로 배출된다. 그리고 소각재와 불연성 잔재는 호퍼(31)로 배출되어 일정한 크기 이상의 것은 고형물 분리부재(33)의 경사면을 따라 외부로 배출되고, 일정한 크기 이하의 것은 스크린을 통하여 공기 유입 차단 및 고형물 배출부재(35)의 상부에 쌓이게 된다. 따라서 일정한 양의 고형물이 공기 유입 차단 및 고형물 배출부재(35)의 상부에 쌓이게 되면, 상기 공기 유입 차단 및 고형물 배출부재(35)를 오픈하여 쌓인 고형물을 외부로 배출한다. 따라서 본 고안의 로터리 킬른 소각로의 구조는 구조적 특성상 불연물의 선별없이 소각 물질 투입구로 소각 물질을 투입하는 것이 가능하다.

이와 같이 본 고안은 제1 연소실 출구 상부 측에 제2 연소실을 플랜지 이음으로 직결하고, 소각 물질 투입구 측에는 대체 연료를 사용할 수 있는 버너를 설치하여 연료비를 절감할 수 있으며, 출구측 하부에는 일반 연료를 사용하는 버너를 설치하여 내부 대류가 이동하는 반대 방향에서 불꽃이 분사되어 소각 효율을 증대시킬 수 있으며, 단지 미연가스와 비회 만이 제2 연소실로 이동하여 재 연소가 이루어지도록 하여 후처리 공정을 간소화시킬 수 있고, 소각재와 불연성 잔재 배출을 위한 재 배출수단이 마련되어 소각 물질 투입구에 투입되는 소각 물질을 분류하지 않고 투입할 수 있어 로터리 킬른 소각로 운영시 경비를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 2차 연소실을 컴팩트한 자립형 쳄버로 제작함으로서 공장에서 제작하여 현장에서 용이하게 설치할 수 있어 로터리 킬른 소각로의 설비 규모와 제작비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 소각을 위한 재료를 투입하는 소각 물질 투입구와;

   상기 소각 물질 투입구가 고정되는 제1 측판과, 상기 제1 측판으로부터 일정한 거리를 이격하여 배치되는 제2 측판과, 상기 제1, 2 측판 사이에 회전 가능하게 배치되며 상기 소각 물질 투입구로부터 인입된 소각 물질이 수용되는 공간을 가지고 있는 회전로를 구비하고 있는 제1 연소실과;

   상기 제1 연소실의 제2 측판 상부에 플랜지 이음으로 직결되는 제2 연소실과;

   상기 제1 측판에 설치되며, 제1 연소실 내의 소각물질을 연소시키기 위한 제1 버너와;

   상기 제2 측판의 하부측에 설치되며 제1 연소실 내의 소각 물질을 연소시키기 위한 제2 버너와;

   제2 연소실에 설치되며 제2 연소실로 인입되는 미연가스와 비회를 소각하기 위한 제3 버너와;

   상기 제1 연소실 출측 하부에서 제1 연소실에서 발생한 소각재와 불연성 잔재를 배출하기 위한 재 배출수단;

   을 포함하고 있는 로터리 킬른 소각로.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 버너는 대체 연료 공급 수단과 연결되어 연료를 공급받고, 상기 제2 버너는 일반 연료 공급 수단과 연결되어 연료를 공급받는 로터리 킬른 소각로.
3. 제1항에 있어서, 상기 재 배출수단은

   상기 제1 연소실에 유입되어 소각 후 발생된 소각재와 불연성 잔재가 배출되는 호퍼와;

   상기 호퍼의 일측에 관통되어 경사지게 설치되어 있으며, 호퍼의 내측으로 배치되는 부분에는 일정한 크기 이하의 소각재와 불연성 잔재를 호퍼의 출구측으로 배출시키기 위한 스크린이 형성되어 있는 고형물 분리부재와;

   상기 고형물 분리부재 아래 측의 상기 호퍼 하단부에 선택적으로 개폐 가능하게 결합되며 외부의 공기가 제1 연소실 내로 인입되는 것을 차단함과 동시에 사기 고형물 분리부재의 스크린을 통하여 배출된 불연성 잔재를 외부로 배출하기 위한 공기 유입 차단 및 고형물 배출부재;

   를 구비하고 있는 로터리 킬른 소각로.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 버너가 설치되는 제1 측판에는 일반연료를 사용하기 위한 또 다른 버너를 더 설치하는 로터리 킬른 소각로.