KR200237409Y1 - 연속식 탄화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연속식 탄화장치에 관한 것으로, 불씨투입구(11) 및 원료투입구(12)가 형성된 상부 원판(10a)와 숯배출구(13)가 형성된 하부 경사부(10b)와 건류가스포집부(14, 15)가 형성된 측면 원통부(10c)를 구비한 탄화실(10); 숯유입구(21)가 형성된 제1 경사부(20a)와 숯유출구(22)가 형성된 제2 경사부(20b)와 분사노즐(23)이 형성된 측면 원통부(20c)를 구비하며, 상기 탄화실(10)의 하부에 설치되는 소화실(20); 상기 탄화실(10)의 숯배출구(13)와 상기 소화실(20)의 숯유입구(21) 사이에 설치된 슬라이드 도어인 제1 차단부(30); 및 상기 소화실(20)의 숯유출구(22)에 설치된 슬라이드 도어인 제2 차단부(40)를 포함한다. 이러한 본 고안의 탄화장치에 따르면, 우수한 품질의 숯을 연속적으로 제조할 수 있다.

Description

연속식 탄화장치{Consecutively carbinizing appatus}

본 고안은 연속식 탄화장치에 관한 것으로, 특히 탄화작업이 연속적으로 이루어지는 연속식 탄화장치에 관한 것이다.

숯은 야자각, 목재류, 갈탄, 무연탄, 유연탄 등의 탄소질을 원료로 하여 탄화작업을 통해 분자 크기 정도의 기공을 발달시킨 것이다.

가스배출구가 있는 밀폐된 장소에서 공기의 공급을 차단하면서 탄소질 원료를 가열하면, 각종 구성원소가 서로 결합하여 여러가지 화합물을 만든다. 이들 화합물은 다시 결합되거나 복분해에 의하여 복잡한 화합물로 변화되어 연기로서 휘산되고 최종적으로 숯만 남게된다.

종래에는 숯을 제조하기 위해 내화벽돌로 요(kiln)를 구축한 다음 탄소질 원료를 넣고 톱밥을 덮어 가열하여 탄화시켰다. 탄소질 원료를 탄화시킨후 요입구, 통풍구, 연통구 등을 밀폐시키고 그대로 2-3일 동안 방치하여 냉각시킨 다음 출탄하였다. 이러한 축요식 탄화 방식은 기공면적이 크고 수율이 높으므로 숯의 품질이우수하다는 장점이 있으나 1배치(batch)분의 숯을 제조할 때마다 요에 숯을 수작업으로 집어넣고 또한 제조된 숯을 수작업으로 꺼내야 하므로 탄화작업이 번거로울 뿐만 아니라 연속적으로 숯을 제조할 수 없다는 단점이 있다.

수작업에 의해 숯을 생산하는 것을 개선하기 위해, 원료투입공정 숯배출공정이 기계식으로 이루어지는 로타리킬른 방식이 개발되었다. 그러나, 이러한 로타리킬른 방식에서는 숯의 기공면적이 작고 수율이 낮다는 단점이 있다.

따라서, 본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 고안의 목적은 탄화작업 중에 탄화장치의 상부에서 원료를 소정량씩 주기적으로 투입하고 탄화장치의 하부에서 숯을 소정량씩 주기적으로 배출할 수 있게 구성함으로써 우수한 품질의 숯을 연속적으로 제조할 수 있는 연속식 탄화장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 연속식 탄화장치를 도시한 도면이다.

상기한 바와 같은 목적 달성을 위하여, 본 고안에 의한 탄화장치는 불씨투입구(11) 및 원료투입구(12)가 형성된 상부 원판(10a)와 숯배출구(13)가 형성된 하부 경사부(10b)와 건류가스포집부(14, 15)가 형성된 측면 원통부(10c)를 구비한 탄화실(10), 숯유입구(21)가 형성된 제1 경사부(20a)와 숯유출구(22)가 형성된 제2 경사부(20b)와 분사노즐(23)이 형성된 측면 원통부(20c)를 구비하며, 상기 탄화실(10)의 하부에 설치되는 소화실(20), 상기 탄화실(10)의 숯배출구(13)와 상기 소화실(20)의 숯유입구(21) 사이에 설치된 슬라이드 도어인 제1 차단부(30), 및상기 소화실(20)의 숯유출구(22)에 설치된 슬라이드 도어인 제2 차단부(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 연속식 탄화장치 및 탄화방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

탄화장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 탄화실(10), 소화실(20), 제1 차단부(30), 및 제2 차단부(40)로 구성된다.

탄화실(10)은 전체적으로 밀폐되어 있으며, 상부가 원판(10a)으로 구성되어 있고, 하부가 깔대기형의 경사부(10b)로 구성되어 있으며, 측면이 직선의 원통부(10c)로 구성되어 있다. 하부 경사부(10b)의 전체와 원통부(10c)의 대부분의 내벽에는 내화재(16)가 덮여져 있다.

탄화실(10)의 상부 원판(10a)에는 불붙은 장작 형태의 불씨(F)가 투입되는 불씨투입구(11)와 탄소질 원료(M)가 투입되는 원료투입구(12)가 형성되어 있다. 탄화실(10)의 하부 경사부(10b)의 수렴하는 중심단부에는 탄화된 숯을 하부로 배출하기 위한 숯배출구(13)가 형성되어 있다. 탄화실(11)의 측면 원통부(10c)에는 탄화시 발생하는 건류가스(G)를 포집하는 상부 건류가스포집부(14)와 하부 건류가스포집부(15)가 설치되어 있다.

하부 경사부(10b)의 숯배출구(13)는 제1 차단부(30)에 의해 막혀 있다. 따라서, 불씨(F)가 불씨투입구(11)를 통해서 탄화실(10) 내로 투입되면, 도 1에 도시된 바와 같이, 탄화실(10)의 하부 경사부(10b)의 수렴하는 중심단부 근처에 위치되며, 이 불씨(F) 위에 원료투입구(12)를 통해서 투입된 원료(M)가 점차적으로 쌓이게 된다.

불씨투입구(11)는 도시하지는 않았지만 덮개 등을 포함하여 탄화실(10)에 대하여 개폐가능하게 형성된다. 원료투입구(12)에는 도시하지는 않았지만 원료공급수단의 원료공급라인이 연결될 수도 있으며, 송풍기(미도시) 등에 의해 원료(M)가 고압공기와 함께 공급될 수 있다. 송풍기에 의해 공급되는 원료(M)의 양은 밸브수단(미도시) 등에 의해 조절되어 탄화실(10) 내로 소정량씩 주기적으로 공급된다.

건류가스포집부(14, 15)는 원료(M)의 탄화시 발생하는 C_nH_n, N₂등의 건류가스(G)를 포집하여 열풍발생기(50)로 보낸다. 건류가스는 열풍발생기(50)에서 연소된 후 열원으로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 건류가스(G)를 이용하여 열풍발생기(50)에서 연소된 열원은 후술하는 숯을 건조하는 공정에 이용될 수 있다.

소화실(20)은 탄화실(10)로부터 배출된 고온의 숯(C)을 냉각시키는 부분으로서, 상부가 깔대기형의 제1 경사부(20a)으로 구성되어 있고, 하부가 깔대기형의 제2 경사부(20b)로 구성되어 있으며, 측면이 직선의 원통부(20c)로 구성되어 있다.

소화실(20)의 상부의 제1 경사부(20a)의 수렴하는 중심단부에는 숯유입구(21)가 형성되어 있고, 소화실(20)의 하부의 제2 경사부(20b)의 수렴하는 중심단부에는 숯유출구(22)가 형성되어 있으며, 소화실(20)의 측면 원통부(20c)에는 냉각수공급수단(미도시)으로부터 공급되는 냉각수를 고온의 숯(C)에 분사하기 위한 분사노즐(23)이 형성되어 있다. 분사노즐(23)은 밸브수단(미도시) 등에 의해 냉각작업 수행시에만 냉각수를 분사하도록 조절된다.

탄화실(10)의 숯배출구(13)와 소화실(20)의 숯유입구(21) 사이에는 제1 차단부(30)가 설치되며, 소화실(20)의 숯유출구(22)에는 제2 차단부(40)가 설치된다. 제1 및 제2 차단부(30, 40)는 개폐가능하게 미끄러지는 슬라이드 도어의 형태이다.

탄화작업 개시시에는, 불씨투입구(11)를 개방하여 불씨(F)를 탄화실(10) 내로 투입한 다음 원료투입구(12)를 통해 원료(M)를 탄화실(10) 내로 고압공기와 함께 소정량씩 주기적으로 공급한다.

첫번째 투입되어 불씨(F)의 바로 위에 적층된 소정량의 원료(M)가 불씨(F)에 의해 연소되어 건류가스를 발생하여 탄화된 후, 두번째 투입된 소정량의 원료(M)가 연소되어 건류가스(G)를 발생시키기 시작하면, 이미 탄화된 첫번째 투입량 만큼의 숯이 숯배출구(13)를 통해 배출되도록 제1 차단부(30)를 소정시간동안만 개방한다. 첫번째 투입량 만큼의 숯이 탄화실(10)에서 배출되었지만 두번째 투입된 소정량의 원료(M)에 불이 붙어 있어 불씨(F)가 유지되므로 본 고안의 탄화장치에서는 별도의 가열수단이 필요없다. 그런데, 본 고안의 연속식 탄화방법은 탄화실(10)에서 배출되는 숯의 양과 배출 주기에 대응되게 탄화실(10)로 원료(M)를 소정량씩 주기적으로 투입시킨다.

본 고안의 연속식 탄화장치 및 탄화방법은 탄화실(10)의 하부에 불씨(F)가 위치하고 그 위에 원료(M)가 적층된 후 탄화되는 점에서 종래의 축요식 탄화장치의 구조와 유사하다. 따라서, 고안의 탄화장치 및 탄화방법에 의하면 숯의 기공면적이 크고 수율도 높으므로, 탄화작업을 연속적으로 수행하면서도 숯의 품질이 축요식 탄화장치에 의해 제조된 숯과 거의 동일하게 할 수 있다.

고온의 숯이 소화실(20) 내로 유입되면, 제1 차단부(30)의 개방과 연동되어 분사노즐(23)로부터 냉각수를 소정시간동안 분사시킨 후, 제2 차단부(40)를 소정시간동안 개방하여 숯유출구(22)를 통해 냉각된 숯을 배출시킨다. 소화실(20)에서 배출된 숯은 숯은 냉각수를 함유하고 있으며, 따라서 상세하게 설명하지는 않았지만 차후의 건조공정에서 건조된 후 완전한 숯으로 제조됨을 알 수 있을 것이다.

본 고안의 연속식 탄화장치 및 탄화방법은 탄화작업을 연속적으로 수행할 수 있으므로 폐기물을 분쇄, 선별 및 건조처리한 후 파우더 RDF(refused derived fuel)로 제조하는 공정에도 이용될 수 있다. RDF 제조공정에서는 일련의 공정이 연속적으로 이루어지므로 본 고안의 연속식 탄화장치 및 탄화방법이 특히 적합하다. 또한, 본 고안의 탄화장치에서 연속적으로 발생되는 건류가스는 열풍발생기에서 소각을 한 후에, 그 폐열을 이용하여 연속적으로 처리되는 건조공정 및 침출수 농축공정에 계속적으로 필요한 증기를 연속적으로 공급할 수 있다. 본 고안의 연속식 탄화장치 및 탄화방법을 파우더 RDF를 제조하는데 적용할 때에는, 소화실(20)의 숯유출구(22)에서 이송, 건조 및 분쇄되어 파우더 RDF로 제조된다.

본 고안은 그 주요 특징을 이루는 사상을 벗어나지 않으면서 다른 특정 형태로 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이상의 예와 실시예는 어느 경우에나 제한적인 아닌 예시적인 것으로서 고려되어야 하며, 본 고안은 이상의 상세한 설명으로 한정되어서는 안 된다.

전술한 바와 같이, 본 고안의 연속식 탄화장치에 의하면, 우수한 품질의 숯을 연속적으로 제조할 수 있다.

Claims (2)

1. 불씨투입구(11) 및 원료투입구(12)가 형성된 상부 원판(10a)와 숯배출구(13)가 형성된 하부 경사부(10b)와 건류가스포집부(14, 15)가 형성된 측면 원통부(10c)를 구비한 탄화실(10);

   숯유입구(21)가 형성된 제1 경사부(20a)와 숯유출구(22)가 형성된 제2 경사부(20b)와 분사노즐(23)이 형성된 측면 원통부(20c)를 구비하며, 상기 탄화실(10)의 하부에 설치되는 소화실(20);

   상기 탄화실(10)의 숯배출구(13)와 상기 소화실(20)의 숯유입구(21) 사이에 설치된 슬라이드 도어인 제1 차단부(30); 및

   상기 소화실(20)의 숯유출구(22)에 설치된 슬라이드 도어인 제2 차단부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 건류가스포집부(14, 15)에 의해 포집된 건류가스(G)를 연소시키는 열풍발생기(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화장치.