KR20020035506A - 폐기물 소각로의 화격자 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물 소각로의 화격자 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화격자의 선단에 냉각수가 소통되는 수냉관을 설치하여 고온에 의해 부식되기 쉬운 화격자의 선단을 적정온도로 유지시킴으로써 화격자에 축조되어 있는 내화물의 수명을 반영구적으로 연장시킬 수 있는 폐기물 소각로의 화격자 냉각장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 화격자의 선단에 양단이 분배조와 집수조에 각각 연결된 수냉관을 화격자의 상면과 동일한 높이로 설치하여 형성된 폐기물 소각로의 화격자 냉각장치가 제공된다.

Description

폐기물 소각로의 화격자 냉각장치{The cooling device of an incinerator's grate}

본 발명은 폐기물 소각로의 화격자 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화격자의 선단에 냉각수가 소통되는 수냉관을 설치하여 고온에 의해 부식되기 쉬운 화격자의 선단을 적정온도로 유지시킴으로써 화격자에 축조되어 있는 내화물의 수명을 반영구적으로 연장시킬 수 있는 폐기물 소각로의 화격자 냉각장치에 관한 것이다.

통상의 폐기물 소각로는 연소상(床)인 화격자와 전후진 운동을 반복하는 유압장치로 구성되어 건조와 연소 및 후연소의 구역으로 계단식으로 구분되고, 마지막 단에서 재를 이송시키는 컨베이어 등으로 구성되며, 화격자에 투입된 폐기물은 노내의 고온 가스와 유입되는 고온 연소용 공기에 의해서 발생하는 복사열에 의해서 건조되고 연소된다.

노내부에서는 약 1000℃ 이상의 고온으로 폐기물이 소각되고, 화격자는 폐기물을 받쳐주는 역할, 다양한 폐기물의 원활한 이송, 폐기물의 혼합과 분산과 건조 용이와 균질화, 고온의 균일 가열, 그리고 공기 예열을 잘 되게 하는 역할을 수행함으로써 그 중요성이 크다고 할 수 있다. 따라서 화격자는 위와 같은 기능을 효율적으로 발휘하면서 장기간 운전에 적합하여야 하고, 연소중 폐기물과 직접 접촉하게 되어 있어 내열 및 내마모성이 우수하여야 한다. 특히 연소 구간의 화격자는 열적으로 가장 가혹한 조건하에서 운전되므로 양호한 연소성이 요구되는 외에 구조적으로 내열성을 지녀야 한다.

화격자의 내열성을 개선하는 방안으로 화격자의 냉각효과 증대, 내열 및 내마모성 재질 사용, 부분연소 방지, 화격자가 화염에 직접 노출되지 않도록 하는 것 등이다. 이중에서 화격자 냉각은 매우 중요한데, 종래의 통상적인 냉각 방법은 화격자의 하부로부터 공급되는 연소용 공기에 의해서 냉각하는 공냉식으로서, 화격자 위에서 폐기물이 고온으로 연소될 때 화격자 하부를 통하여 연소용 공기가 송풍되게 함으로써 화격자를 냉각시켰다. 그리고 이의 냉각 효과를 증대시키기 위하여 열을 받는 면적과 비교하여 넓은 냉각면적이 유지되도록 하고, 연소용 공기가 고속으로 냉각 표면과 접촉되게 하며, 화격자 열부하율을 감소시키고 팬으로 화격자의 냉각 효과를 높이도록 하고 있다.

그러나 이와같은 종래의 화격자의 내열성을 높이는 방법의 일종으로 화격자를 냉각시키는 방법은 폐기물에 섞여 소각로로 들어오는 불연성 폐기물과 폴리에틸렌 등의 폐기물이 가열과 동시에 오그라들고 화격자에 접하게 되면 화격자에 눌러 붙어 연소실로 보내지는 연소용 공기의 급기구를 막음으로써 소각 기능에 장애를 초래하여 유독성 가스의 배출은 물론이고, 화격자의 냉각 효율을 현저히 저하시키는 문제점이 있다. 그리고 상기와 같은 냉각 효율의 저하는 일정 온도 이상의 고온에서 금속체 내의 산소나 금속 자체의 확산 현상이 활발해져서 화합물층이 성장하는 부식이 마모와 열적 부식에 가장 약한 화격자의 선단에서 진행되어 화격자의 내구성이 현저하게 저하되고, 유압장치의 운동에 방해가 되어 고장의 원인이 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여, 화격자의 고온 부식을 방지하기 위하여 화격자의 취약부인 선단을 수냉식으로 냉각시킴으로써 화격자의 내구성 향상은 물론이고, 유압장치의 고장 방지 및 폐열의 이용이 가능한 폐기물 소각로의 화격자 냉각장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 측면도

도 2는 본 발명의 평면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 화격자 2 : 유압장치 3 : 분배조

4 : 집수조 5 : 수냉관 6 : 냉각수 분배기

7 : 펌프 8 : 냉각수조 9 : 폐기물 투입구

100 : 소각로

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 일정 높이의 계단 형상으로 연소상(床)인 화격자(1)가 설치되고, 각 단(段)을 구성하는 화격자(1) 사이에 연소물을 이동시키는 유압장치(2)가 설치된 폐기물 소각로(100)에 있어서, 각 화격자(1)의 선단에 소각로(100)의 양측 벽에 관통되고 양단이 분배조(3)와 집수조(4)에 각각 연결된 수냉관(5)이 화격자(1)의 상면과 동일한 높이로 설치되고, 분배조(3)는 관로를 따라 냉각수 분배기(6)와 펌프(7)와 냉각수조(8)에 연결되며, 집수조(4)는 관로를 따라 냉각수조(8)에 연결되어 구성됨을 특징으로 한다.

도면중 미설명 부호 9는 폐기물 투입구이다.

이와같이 된 본 발명은 종래의 연소용 공기에 의한 공냉식에서 벗어나 냉각수의 순환으로 냉각시키는 수냉식을 채택하였다. 이는 폐열을 효과적으로 재활용할 수 있는 잇점이 있고, 수냉관(5)으로 물이 순환되면서 화격자(1)의 선단을 효과적으로 냉각시키게 되어 화격자(1)의 열에 의한 고온 부식을 방지함으로써 내구성을 향상시키게 된다.

우선, 폐기물 소각로(100)의 폐기물 소각 과정을 보면, 폐기물은 소각로 (100)의 일측에 형성된 폐기물 투입구(9)로 투입되어 화격자(1)의 상부에 적층되고, 화격자(1)에서 연소용 공기의 공급에 의해 연소가 이루어지며, 화격자(1) 상에서 연소와 건조가 동시에 이루어지면서 순차적으로 하단으로 이동되어 진다.

폐기물의 이송은 유압장치(2)에 의해 이루어지는 것으로, 유압장치(2)는 화격자(1)에서 다음 아래 단의 화격자(1)로 일정 시간 연소된 폐기물을 밀어주게 된다. 따라서, 폐기물은 아래 단의 화격자(1)로 이동되면서 계단상의 구조에 의한 단차 때문에 교반 및 반전되면서 연소되고, 다시 유압장치(2)의 운동에 의해 다음 단으로 이송되어 순차적으로 최하단까지 이송된다. 연소가 끝난 폐기물의 재는 컨베이어 등에 의해 외부로 송출되면서 소각 과정은 끝이나게 된다.

상기 연소 과정에서 본 발명은 고온 환경에 노출되어 고온 부식되는 화격자 (1)를 수냉식으로 냉각시키게 된다. 냉각수는 냉각수조(8)에 항시 충만해 있고, 펌프(7)에 의해 냉각수 분배기(6)로 송급되며, 다시 수압에 의해 분배조(3)로 송급되고, 분배조(3)에서 화격자(1)의 선단에 고정설치된 각각의 수냉관(5)으로 송급된다. 수냉관(5)으로 송급된 냉각수는 화격자(1)의 선단이 받는 고열을 흡수하여 다시 집수조(4)와 냉각수조(8)로 송출된다.

상기와 같이 순환되는 냉각수에 의해 화격자(1)의 선단은 냉각에 의해 고온 부식이 방지된다. 즉, 공기 중의 산소는 금속 표면에 작용하여 산화물을 만드는 부식을 일으키고, 수분이 없는 200℃ 이하에서는 안정된 화합물이 생성되므로 부식이 일어나지 않는다. 그러나 소각로(100) 내부와 같이 그 이상의 온도가 되면 금속체 내에서의 산소나 금속 자체의 확산 현상이 활발해 져서 화합물층이 성장하는 부식이 진행되게 되는데, 본 발명은 상기와 같은 고온 환경에서 부식되는 소각로(100)의 가장 가혹한 조건에 노출되는 화격자(1)의 선단을 집중 냉각시킴으로써, 고온 부식을 방지하여 화격자(1)의 내구 수명을 증대시키게 된다.

그리고, 화격자(1)의 선단에 고정부착된 수냉관(5)은 단면이 원형으로 형성함이 바람직하고, 이 경우에는 유압장치(2)의 왕복 운동으로 폐기물을 이송시킬 때 폐기물에 섞여 들어온 쇠붙이 등의 불연성 물질을 아래 단으로 쉽게 내려가게 할 수 있게 되어 유압장치(2)의 고장 원인이 제거된다.

또한, 본 발명의 수냉식 구조로 인하여 폐열을 난방용 온수, 건조용 온수 등으로 다양하게 이용할 수 있다.

이와같이 본 발명은 화격자(1)의 취약부인 선단을 수냉식으로 냉각시키는 구조를 함으로써 화격자(1)의 효과적인 냉각으로 고온 부식이 방지되는 효과가 있고, 이로 인한 내구성 향상은 물론이고, 유압장치(2)의 고장 방지 및 폐열의 다양한 이용이 가능한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 일정 높이의 계단 형상으로 연소상(床)인 화격자(1)가 설치되고, 각 단(段)을 구성하는 화격자(1) 사이에 폐기물을 이동시키는 유압장치(2)가 설치된 폐기물 소각로(100)에 있어서, 각 화격자(1)의 선단에 양단이 분배조(3)와 집수조(4)에 각각 연결된 수냉관(5)을 화격자(1)의 상면과 동일한 높이로 설치하여서 됨을 특징으로 하는 폐기물 소각로의 화격자 냉각장치.
2. 냉각수는 펌프(7)에 의해 관로를 따라 냉각수 분배기(6)와 분배조(3)로 송급되어 각 화격자(1)의 선단에 설치된 수냉관(5)으로 소통되고, 수냉관(5)에서 고열을 흡수한 냉각수는 집수조(4)와 냉각수조(8)로 송출됨을 특징으로하는 폐기물 소각로의 화격자 냉각장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 수냉관(5)은 원형관으로 형성됨을 특징으로 하는 폐기물 소각로의 화격자 냉각장치.