KR200249580Y1 - 고농도 산소를 이용한 폐기물 소각물 완전 연소 및고농도 폐수 농축 소각 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고농도 산소를 이용하여 폐기물 소각물 완전 연소 및 고농도 폐수 농축 소각 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐기물 소각설비의 완전연소 실현과 폐기물 소각장에서 발생되는 고농도 폐수를 순수 산소 93％로 제조하여 고농도 산소로 연소하여 배기 가스를 줄이고 소각로 방지 설비를 축소할 수 있는 소각 장치에 관한 것이다.

본 고안은 산소·질소 분리 유니트(10)에 각각 질소 저장 탱크(12)와 산소 저장 탱크(14)를 연결하고 산소 저장 탱크(14)는 1차 버너(18)가 설치된 소각로 1차 연소실(22)과 화격자 노즐(16)에 연결하며 소각로 1차 연소실(22)에 관통되게 소각로 2차 연소실(24)을 형성하되 이 소각로 2차 연소실(24) 일측에 2차 버너(20)를 설치한다.

또한, 상기 산소 저장 탱크(14)는 폐수 소각 버너(28)가 설치되어 있는 로타리 킬른식 고농도 폐수 소각로(26)에도 연결하고 고농도 폐수 소각로(26) 일측 하부에 폐수 분사 장치(30)를 설치하며 고농도 폐수 소각로(26) 일측에 소각로 폐가스 연결 닥트(32)를 연통하여 소각로 2차 연소실(24)과 연결되게 설치한 것이다.

Description

고농도 산소를 이용한 폐기물 소각물 완전 연소 및 고농도 폐수 농축 소각 장치{Apparatus for perfect combustion of high density waste water and residual product of wastes using high deusity oxygen}

본 고안은 고농도 산소를 이용하여 폐기물 소각물 완전 연소 및 고농도 폐수 농축 소각 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐기물 소각설비의 완전연소 실현과 폐기물 소각장에서 발생되는 고농도 폐수를 순수 산소 93％로 제조하여 고농도 산소로 연소하여 배기 가스를 줄이고 소각로 방지 설비를 축소할 수 있는 소각 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현재 우리나라 폐기물 소각장 소각로 연소는 외부 공기주입을 하여 연소시키고 있으므로 공기 중 질소가 있어 연소가 잘 안되며 고온을 유지하기가 매우 곤란하다.

또한, 공기 중 질소가 있어 연소시 질소산화물(NOx) 발생의 원인이 되고 고온을 유지하지 못하므로 다이옥신 분해에 상당한 애를 먹고 있다.

그리고, 폐기물 처리 소각장에는 항상 고농도 폐수가 발생되어 별도 폐수 처리장 건설을 해야하며 또한 고농도 폐수처리도 잘 되고 있지 않으며 운영관리비가 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 공기 중 산소를 분리하여 고농도 산소로 소각 연소한 것이고 공기는 대략 21％의 산소와 79％의 질소 혼합물인데 이 산소와 질소를 분리하여 순수한 산소 또는 순수한 질소를 제조하는 기술은 상당히 고도의 기술로서 비료 제조 등 화학 공업적인 용도로서만 유지되어 왔으나 근래에는 공업적 용도가 아닌 일반 용도로서 대체로 93％ 순도의 산소 또는 질소를 이용할 수 있게 되었다. 이는 압력에 의하여 기체의 흡착특성이 달라지는 것을 이용할 수 있게 되었다. 또한, 압력에 의하여 기체의 흡착특성이 달라지는 것을 이용한 소위 Pressure Swing Adsornption(PSA) 산소 발생장치의 등장으로 비롯된 것으로서 이 PSA를 이용하여 환경오염이 문제시되고 있는 폐기물 소각시 순수 93％의 산소만으로 소각을 하며 소각장 고농도 폐수 발생 분도 순수 93％의 산소로 농축 소각을 하여 배기 가스를 줄이고 후단방지 설비를 축소할 수 있는 고농도 산소를 이용한 폐기물 소각물 완전 연소 및 고농도 폐수 농축 소각 장치를 제공하는 것이다.

본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여 산소·질소 분리 유니트로부터 순수 산소를 제조하여 산소 저장 탱크와 화격자 노즐로 산소를 공급하여 1차 연소실에서 1차 연소하고 1차 연소실에서 연소된 산소는 2차 연소실에 2차 연소버너와 순수 산소를 연결하여 가스를 연소하며 소각현장의 고농도 폐수는 로타리 킬른식 고농도 폐수 소각로에서 연소하고 연소시 남은 가스는 고농도 폐수 소각로에 소각로 폐가스 연결 닥트를 2차 연소실과 연결하여 연소하므로 완전하게 가스를 연소할 수 있는 소각 장치를 제공함에 의해 달성된다.

도 1 은 본 고안에 따른 소각 장치를 나타낸 예시도.도 2 는 폐수 소각버너의 구성을 보인 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

(10) : 산소·질소 분리 유니트 (12) : 질소 저장 탱크

(14) : 산소 저장 탱크 (16) : 화격자 노즐

(18) : 1차 버너 (20) : 2차 버너

(22) : 소각로 1차 연소실 (24) : 소각로 2차 연소실

(26) : 고농도 폐수 소각로 (28) : 폐수 소각 버너

(30) : 폐수 분사 장치 (32) : 소각로 폐가스 연결 닥트

(34) : 폐기물 투입구 (36) : 폐기물 배출구

(38) : 배출구

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안에 따른 고농도 산소를 이용한 폐기물 소각물 완전 연소 실현과 고농도 폐수처리 소각 장치를 도시한 것으로서, 산소·질소 분리 유니트(10)에 각각 질소 저장 탱크(12)와 산소 저장 탱크(14)를 연결하고 산소 저장 탱크(14)는 1차 버너(18)와 화격자 노즐(16)로 구성된 1차 연소실(22)과 소각로 1차 연소실(22)의 상측부에 소각로 2차 연소실(24)을 형성하되 이 소각로 2차 연소실(24) 일측에 2차 버너(20)를 설치한다.

상기, 소각로 1차 연소실(22) 상부에 폐기물 투입구(34)를 형성하고 소각로 1차 연소실(22) 하부에 폐기물 배출구(36)를 형성하며 소각로 2차 연소실(24) 일측에 배출구(38)를 형성한다.

상기 산소 저장 탱크(14)는 폐수 소각 버너(28)가 설치되어 있는 로타리 킬른식 고농도 폐수 소각로(26)에도 연결하고 고농도 폐수 소각로(26) 일측 하부에 폐수 분사 장치(30)를 설치하며 고농도 폐수 소각로(26) 일측에 소각로 폐가스 연결 닥트(32)를 연통하여 소각로 2차 연소실(24)과 연결되게 설치한 구성으로 되어진 것이다.

또한, 상기 폐수는 첨부된 도면 도 2와 같이 폐수고압펌프(40)로서 폐수를 유입시켜 폐수공급해더(41)에 유입시킨다(이때 폐수고압해더의 압력은 소각로의 크기에 따라 압력을 달리 구성함으로서 여기서는 설정된 압으로 한다)폐수공급해더(41)에 유입된 폐수는 산소공급관(42)에서 공급되는 산소와 함께 다수개의 노즐(42)을 가지는 폐수분사장치(30)에 의해 분사되며 분사된 폐수는 폐수소각버너(28)에 의해 소각될 수 있는 구조로 이루어져 있는 것이다.또한 폐수를 소각하게 되면 잔류가스가 남아있게 되는데 이 잔류가스는 폐기물 소각로의 2차연소실(24)과 연결된 폐가스 연결닥트(32)에 의해 폐기물 소각로의 2차연소실(24)로 공급되어 재연소가 이루어지도록 구성되어 있다.상기한 구성을 참조하여 본 고안의 작용을 설명하겠다.

상기, 산소·질소 분리 유니트(10)에 질소 저장 탱크(12)와 산소 저장 탱크(14)가 연결 설치된 산소와 질소 제조 장치를 설치하여 산소·질소 분리 유니트(10)로부터 질소와 산소를 분리하여 질소는 질소 저장 탱크(12)로 보내고 산소는 산소 저장 탱크(14)로 보내어 순수 산소 93％가 제조된 상태에서 산소 저장 탱크(14)를 화격자 노즐(16)에 연결하여 연소를 하고 폐기물 투입구(34)로 폐기물이 투입되면 소각로 1차 연소실(22)에서 순수 산소와 1차 버너(18)에 의해 1차 연소된다.

상기, 소각로 1차 연소실(22)에서 1차 연소하면 발생된 가스가 상측부도 상승하게 된다. 이때 상승된 가스는 소각로 2차 연소실(24)에서 2차 버너(20)와 순수 산소에 의해 상승되는 연결하여 가스를 2차 연소하게 된다. 이때, 질소없이 순수 산소로만 연소하기 때문에 NO, NO₂등 질소산화물이 생성되지 않으므로 대기오염물질이 발생되지 않으며 폐기물의 주성분인 탄소와 순수한 산소가 결합하여 연소하기 때문에 완전연소가 가능하게 된다.

또한, 고온의 열을 얻을 수 있어 NOx, SOx, 다이옥신 등이 분해 가능하여 대기오염 물질량의 대폭 감속 및 발생이 않되므로 후단 장치 설비도 현 시설보다 축소할 수 있으며 소각현장의 고농도 폐수인 경우 폐수처리장 없이 로타리 킬른식 고농도 폐수 소각로(26)에 의해 소각하게 되는 것이다. 이때 고농도 폐수 소각로(26) 일측에 설치된 폐수 분사장치(30)에서 폐수를 소각로의 내부에 설치된 노즐(42)을 통하여 분사를 하게되면 이때 순수 산소 공급관(43)에 의해 산소가 함께 공급되고 이때 공급된 폐수는 폐수 소각버너(28)의 화력에 의해 고온의 온도로 소각할 수 있게 되는 것이다.

이때 폐수를 소각하면 잔류가스가 발생되는데 이 잔류가스는 소각로의 2차연소실(24)로 연결된 폐가스 연결닥트(32)를 통해 2차연소실(24)로 이송하여 완전 소각이 이루어지게 되어 완전연소를 이룰 수 있게 되는 것이다.

본 고안은 현재 환경 오염이 대두되고 있는 소각현장에 고농도 산소를 이용하여 고농도 산소를 공급하고 연소할 수 있는 소각 장치를 설치함으로써 폐기물을 완전 연소되게 소각하며 폐수 처리를 완전하게 구현하므로 환경오염을 줄일 수 있고 소각로 후단 방지 설비를 줄여 설비비 및 운영비를 줄일 수 있음과 또한 약품 사용료를 줄여 원가를 절감할 수 있도록 한 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 산소·질소 분리 유니트에 각각 질소 저장 탱크와 산소 저장 탱크를 연결하고 산소 저장 탱크는 1차 버너와 화격자 노즐이 구성된 소각로 1차 연소실과 화격자 노즐에 연결하며 소각로 1차 연소실의 상측에 소각로 2차 연소실을 형성하되 이 소각로 2차 연소실 일측에 2차 버너를 설치하고 상기, 소각로 1차 연소실 상부에 폐기물 투입구를 형성하고 소각로 1차 연소실 하부에 폐기물 배출구를 형성하며 소각로 2차 연소실 일측에 배출구를 형성하고 또한, 상기 산소 저장 탱크는 폐수 소각 버너가 설치되어 있는 로타리 킬른식 고농도 폐수 소각로에 연결하고 고농도 폐수 소각로 일측 하부에 폐수 분사 장치를 설치하며 상기 폐수 장치의 노즐을 통하여 로타리 킬른식 고동노 폐수 소각로 내에 폐수가 순수 산소공급관에서 공급되는 산소와 함께 공급되며 고농도 폐수 소각로 일측에 소각로 폐가스 연결 닥트를 연통하여 소각로 2차 연소실과 연결되게 설치한 것을 특징으로 하는 고농도 산소를 이용한 폐기물 소각물 완전 연소 및 고농도 페수 농축 소각 장치.