KR20030015832A - 고온 배기가스의 냉각방법 및 그 장치, 및 연소처리장치 - Google Patents

Abstract

고온 배기가스를 소량의 물로 효과적으로 냉각할 수 있는 고온 배기가스의 냉각방법 및 그 장치를 제공함과 동시에, 이 냉각장치를 구비한 연소처리장치를 제공한다. 고온 배기가스가 흐르는 경로 내에 배기가스의 흐름과 직각인 수막을 형성하여, 이 수막 중에 고온 배기가스를 통과시킴에 따라 배기가스를 냉각하는 방법이다. 냉각장치는 위쪽에 고온 배기가스 도입부(51)를, 아래쪽에 냉각 배기가스 배출부(52)를 갖는 원통상 냉각실(53)과, 고온 배기가스 도입부의 근방에 배치한 다수의 물 스프레이 관(54)을 구비하고 있다. 물 스프레이 관 (54)의 스프레이 노즐(58)은 그 분출축선이 대략 동일 수평면상에서 냉각실(53)의 중심방향을 향하 도록 하고, 또한, 각 스프레이 노즐(58)로부터 분출한 물방울 끼리가 상호 충돌하도록 배치되어 있다.

Description

고온 배기가스의 냉각방법 및 그 장치, 및 연소처리장치{Method and apparatus for cooling hot exhaust gases, and combustion treatment apparatus}

본 발명은 고온 배기가스의 냉각방법 및 장치, 및 연소처리장치에 관한 것으로, 상세하게는 각종 연소처리에 따라 배출되는 고온 배기가스를 냉각하는 방법및 이를 위한 장치 구조에 관한 것으로 동시에, 이 냉각장치를 구비한 연소처리장치에 관한 것이다.

제철이나 쓰레기의 소각, 유독 성분의 연소처리 등에 의해 고온 배기가스가 발생한다. 이러한 고온 배기가스를 그대로 대기 방출하는 것은 공해방지상 허용되지 않는다. 따라서, 통상은 배기가스를 냉각하고 나서 배출하고 있다.

도 7은 종래의 배기가스 냉각장치의 일례를 도시하는 종단면도이다. 고온 배기가스는 냉각장치(11)를 구성하는 냉각실(12)내로, 상부의 도입구(13)로부터 도입되어 주벽 하부의 배출구(14)로부터 배출된다. 이 과정에서, 도입된 고온 배기가스는 냉각실(12)의 상부에 설치된 스프레이 관(15)의 스프레이 노즐(16)로부터 분출된 물에 접촉하여 냉각된다. 배출구(14)로부터 배출된 냉각후의 배기가스에 포함되는 고형물이나 물방울은 디미스터(17) 내에 설치된 충전재(18)에 의해 포착된다. 디미스터(17)에는 충전재(18)를 세정하기 위한 물을 분출하는 스프레이(19)가 설치되어 있다.

이 냉각장치(11)에서는 스프레이 노즐(16)로부터 분출되는 물은 배기가스의 유동 방향과 동일 방향으로 되어, 통기 저항이 되지 않도록 고려되어 있다. 스프레이 노즐(16)로부터 분출하여 배기가스를 냉각한 후의 물은 냉각실(12)의 저부에 형성된 배수구(20)로부터 배출된다. 이 배수구(20)에 접속한 배수관(21)에는 위쪽으로 굴곡한 트랩(22)이 설치되고, 배수관(21)으로부터 배기가스가 유출하는 것을 방지하고 있다. 또한, 배수관(21)의 하류단은 수조(23) 내에 괸 수중에 삽입되어 있고, 배수관(21)을 통해 대기가 냉각실(12)로 역류하는 것을 방지하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 냉각장치에서는 고온 배기가스를 냉각하기 위해 대량의 물이 필요하고, 배기가스와 물을 충분히 접촉시키기 위해 큰 냉각실을 필요로 하고 있었다. 또한, 냉각실과는 별도로 배기가스로부터 고형물이나 물방울을 제거하는 디미스터를 설치하거나, 가스가 유통하지 않는 배수 구조를 채용하거나 해야 했다. 그 결과, 냉각장치 전체가 대형화하는 부적절함이 있었다.

그래서, 본 발명은 고온 배기가스를 소량의 물로 효과적으로 냉각할 수 있고, 장치의 소형화도 꾀할 수 있는 냉각방법 및 장치를 제공함과 동시에, 이 냉각장치와 일체화한 연소처리장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 고온 배기가스의 냉각방법은 고온 배기가스가 흐르는 경로내에 배기가스의 흐름과 직각인 수막을 형성하여, 이 수막 중에 고온 배기가스를 통과시키는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 고온 배기가스의 냉각장치는 위쪽에 고온 배기가스 도입부를, 아래쪽에 냉각 배기가스 배출부 및 배수부를 갖는 중공 냉각실과, 상기 고온 배기가스 도입부의 근방에 배치한 다수의 물 스프레이 관을 구비하고, 상기 다수의 물 스프레이 관의 스프레이 노즐을 동일 수평면상으로 배치함과 동시에, 각 스프레이 노즐로부터 분출하는 물의 방향을, 고온 배기가스 도입부로부터 냉각실내에 유입하는 배기가스의 흐름에 직각으로, 또한 냉각실 내에서 상호 충돌하도록 배치한 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 고온 배기가스의 냉각장치는 상기 냉각 배기가스 배출부가 상기 냉각실의 주벽하부에서 실내로 돌출한 배기관인 것, 상기 다수의 스프레이 노즐의 분출축선이 수평면상에서 냉각실 중심방향에 대하여 동일방향으로 5∼15도의 각도를 갖도록 각각 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 냉각실을 내통과 외통으로 이루어지는 이중 통구조로 하고, 내통의 상부 개구를 상기 스프레이 노즐을 통해 상기 고온 배기가스 도입부에 연통시켜, 이 내통의 하부 개구를 외통의 저판 상면 근방에 배치하여, 상기 외통의 상부에 냉각 배기가스 배출부를 설치함과 동시에, 내통 외주와 외통 내주 사이에서 상기 내통의 하부 개구와 상기 냉각 배기가스 배출부 사이에 디미스터를 설치한 것, 상기 배수부가 냉각실 저부로 개구하여 냉각실 내로 연통하는 배수구와, 이 배수구보다 위쪽 위치로 개구하도록 접속한 배수관을 갖는 배수실을 구비하고 있는 것을특징으로 하고 있다.

그리고, 본 발명의 연소처리장치는 상술한 바와 같이 형성한 고온 배기가스의 냉각장치의 위쪽에 수평 화염을 형성하는 버너를 구비한 연소실을 연결설치한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 스프레이 노즐로부터 분출하는 물방울이 상호 충돌하여 보다 작은 물방울로 되고, 또한 작은 물방울에 의해 수막이 형성되며, 이 수막 중을 고온 배기가스가 통과되도록 하였기 때문에, 기액의 접촉 효율이 향상하여, 고온 배기가스의 냉각효율이 종래보다 적은 물의 양으로 종래와 동등한 냉각성능이 얻어진다. 또한, 장치 전체의 소형화도 꾀할 수 있다.

도 1은 본 발명의 냉각장치의 제 1 형태예를 도시하는 종단면도이다.

도 2는 본 발명의 냉각장치의 제 2 형태예를 도시하는 종단면도이다.

도 3은 스프레이 노즐의 배치예를 도시하는 냉각실의 횡단면도이다.

도 4는 본 발명의 냉각장치의 제 3 형태예를 도시하는 종단면도이다.

도 5는 본 발명의 연소처리장치의 일형태예를 도시하는 종단면도이다.

도 6은 버너의 요부를 도시하는 종단면도이다.

도 7은 종래의 가스냉각장치의 일례를 도시하는 종단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50: 냉각장치, 51: 고온 배기가스 도입부, 52: 냉각 배기가스 배출부

53: 냉각실, 54: 물 스프레이 관, 55: 배수부, 56: 내장(內張), 57: 점검창

58: 스프레이 노즐, 59: 배기관, 60: 충전재, 61: 디미스터(demister)

62: 스프레이, 65: 배기관, 66: 배출 가스 흡입구, 67: 경사판, 71: 내통

72: 외통, 73: 수조, 74: 내벽, 75: 외벽, 76: 파이프, 77, 78: V 노치

79: 디미스터, 80: 스프레이, 81: 스프레이 노즐, 82: 물 스프레이 관

83: 배수실, 84: 배수구, 85: 배수관, 100: 연소처리장치, 101: 연소실

102: 가스 도입관, 103: 파일럿 버너, 104: 버너, 105: V 홈형 노즐

106: 연료 통로, 107: 지연성(支燃性) 가스 통로, 108: 금속제 외통

109: 소결 금속제 내통, S: 스프레이 노즐(58)의 분출축선

α: 스프레이 노즐(58)의 분출축선(S)의 냉각실 중심(C) 방향에 대한 경사각

A: 수막의 회전방향

도 1은 본 발명의 고온 배기가스의 냉각방법을 실시하기 위한 본 발명의 냉각장치의 제 1 형태예를 도시하는 종단면도이다.

이 냉각장치(50)는 위쪽에 고온 배기가스 도입부(51)를, 주벽 하부에 냉각 배기가스 배출부(52)를 갖는 원통상 냉각실(53)과, 상기 고온 배기가스 도입부(51)의 근방에 배치한 다수의 물 스프레이 관(54)과, 냉각실(53)의 저부에 설치된 배수부(55)를 갖추고 있다. 이 배수부(55)에는 도 7의 종래 예와 마찬가지로, 배수관이 접속되고, 이 배수관에 위쪽으로 굴곡한 트랩이 형성되며, 배수관으로부터 배기가스가 유출하는 것을 방지하고 있다. 또한, 배수관의 하류단은 수중에 삽입되어 있고, 배수관을 통해 대기가 냉각실로 역류하는 것을 방지하고 있다. 냉각실(53)의 상부 내주에는 내열 재료에 의한 내장(56)이 형성되어 있다. 또한, 냉각실(53)의주벽에는 점검창(57)이 설치되어 있다.

물 스프레이 관(54)에 형성된 다수의 스프레이 노즐(58)은 그 분출축선이 대략 동일 수평면상에서 냉각실(53)의 중심방향을 향하도록 하고, 또한 각 스프레이 노즐(58)로부터 분출한 물방울끼리가 서로 충돌하도록 배치되어 있다. 또한, 각 스프레이 노즐(58)에는 물을 수평방향으로 부채형상으로 분출하는 부채형 노즐을 사용하고 있다.

이와 같이 다수의 스프레이 노즐(58)을 배치함으로써, 냉각실(53) 내에는 고온 배기가스의 유동 방향과 직각인 방향의 수막이 가스의 유동 통로를 전면 봉쇄하는 것 같은 상태로 형성된다. 더구나, 스프레이 노즐(58)로부터 분출한 물방울의 대부분이 서로 충돌하여 잔 물방울이 발생한다.

물 스프레이 관(54)의 설치 수는 임의로, 냉각실(53)의 크기나 고온 배기가스의 온도 및 유량(유속)에 따라 3개 이상 형성할 수 있다. 또한, 스프레이 노즐(58)은 물 스프레이 관(54)에 1개씩으로도 되지만, 물 스프레이 관(54)에 다수의 스프레이 노즐(58)을 형성하도록 해도 된다. 또한, 다수의 스프레이 노즐(58)은 등간격으로 형성되는 것이 바람직하다.

냉각 배기가스 배출부(52)에 접속한 배기관(59)에는 충전재(60)를 수납한 디미스터(61)가 설치되어 있다. 디미스터(61)의 후단에는 냉각 배기가스 흡인용 블로어(도시되지 않음)가 설치되어 있다. 냉각 배기가스 배출부(52)로부터 배출된 냉각 배기가스에 포함되는 고형물이나 물방울은 디미스터(61)를 통과할 때에 충전재(60)에 의해 포착된다. 이 충전재(60)는 스프레이(62)로부터 분출하는 물에 의해서 정기적으로 세정된다.

이와 같이 형성한 냉각장치(50)에 있어서, 고온 배기가스 도입부(51)에서 냉각실(53) 내에 도입된 고온 배기가스는 상기 스프레이 노즐(58)로부터 분출한 물에 의해 형성되는 수막을 통과하는 과정에서 냉각된다. 수막을 형성한 물방울은 자중에 의해 실내에서 낙하하기 때문에, 고온 배기가스의 흐름에 대하여 저항이 되는 일은 없다. 또한, 충돌에 의해서 잔 물방울이 된 물은 고온 배기가스와의 접촉에 의해 순식간에 증발하기 때문에, 물의 증발 잠열을 고온 배기가스의 냉각에 유효하게 이용할 수 있다.

그러나, 고온 배기가스와 물을 확실히 접촉시킬 수 있고, 물의 증발 잠열도 효과적으로 이용할 수 있기 때문에, 냉각효율이 향상하여, 종래와 동등한 냉각을 행하는 경우, 종래보다 사용 수량을 대폭으로 저감시킬 수 있어서, 장치의 소형화도 꾀할 수 있다.

도 2는 본 발명의 냉각장치의 제 2 형태예를 도시하는 종단면도이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 제 1 형태예에 기재한 냉각장치의 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.

본 형태예에서는 상기 냉각 배기가스 배출부(52)에, 냉각실(53)의 주벽 하부로부터 실내로 수평방향으로 돌출한 배기관(65)을 설치하고, 가스 흡입구(66) 부분을 냉각실(53)의 중심부에서 개구시키고 있다. 이와 같이 구성함으로써, 냉각실(53) 내에서의 배기가스의 흐름이 균등화하기 때문에, 전체로서의 냉각효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 본 형태예에서는 냉각실(53)의 하부에경사판(67)을 설치하여 바람에 날리어 쌓인 부분이 형성되지 않도록 하고 있다.

도 3은 스프레이 노즐의 배치예를 도시하는 냉각실의 횡단면도이다. 본 예에서는 120도 간격으로 형성된 3개의 스프레이 노즐(58)의 분출축선(S)을 냉각실(53)의 중심(C)의 방향에 대하여 각각 동일방향으로 각도( α)를 형성하여 배치한 것이다. 이와 같이, 스프레이 노즐(58)의 분출축선(S)을 냉각실 중심(C)의 방향에 대하여 동일 방향으로 각각 경사지게 함으로써, 각 스프레이 노즐(58)로부터 분출한 물이 도 3에 화살표(A)로 나타내는 바와 같이 반시계 회전으로 냉각실(53) 내를 선회하는 상태가 되어, 고온 배기가스의 유동 방향과 직각인 방향의 면을 갖는 회전 수막이 냉각실(53) 내에 형성된다. 이러한 회전 수막을 형성함으로써, 고온 배기가스가 수막을 통과할 때에 수막의 회전운동의 영향을 받아 가스 자신도 회전하여, 이것에 의해 교반 효과가 발생하여 냉각 효과를 보다 높일 수 있다.

상기 각도( α)는 냉각실(53)의 상태, 고온 배기가스의 상태, 스프레이 노즐의 배치 수에 따라 적절히 최적 각도를 선택할 수 있지만, 통상은 5∼15도의 범위 내가 적당하다. 각도( α)가 5도 미만이면 수막에 충분한 선회력을 줄 수 없고, 15도를 넘는 각도로 하면, 스프레이 노즐(58)의 배치 수를 많이 설치하지 않으면 가스의 유동 통로를 전면 봉쇄하는 것이 곤란하게 되어 필요 수량이 증가하는 일이 있다.

도 4는 본 발명의 냉각장치의 제 3 형태예를 도시하는 종단면도이다. 이 냉각장치는 냉각실(53)을 상하가 개구된 내통(71)과, 이 내통(71)을 둘러싸도록 하여 배치되는 상하가 폐쇄된 외통(72)의 이중 통구조로 되어 있다. 내통(71)의 상부 개구는 스프레이 노즐(58)에 의해 형성되는 수막을 통해 상기 고온 배기가스 도입부(51)에 연통하고 있다. 또한, 내통(71)의 상부는 이중 벽구조의 수조(73)에 둘러싸여 있고, 이 수조(73)의 내ㆍ외주벽(74, 75)을 관통하여 물 스프레이 관(54)이 설치되어 있다. 수조(73)에는 내ㆍ외주벽(74, 75) 사이에 냉각수를 공급하는 파이프(76)가 설치되어 있다. 양벽(74, 75) 사이에 공급된 냉각수는 내벽(74) 상부에 형성한 V 노치(77)로부터 이 내벽(74)과 내통(71)의 상부 외주 사이로 흘러 내리고, 또한 내통(71)의 상부에 형성한 V 노치(78)로부터 내통(71) 내로 흘러 내린다.

본 형태예에 나타내는 내통(71)은 상하 방향 중간부를 소직경으로 형성하여 이 부분의 가스 유속을 상승시킴으로써, 가스와 물방울과의 접촉효율을 향상시켜, 고온 배기가스의 냉각효과를 높이고 있다. 또한, 내통(71)은 스트레이트 파이프이어도 된다.

내통(71)의 하부 개구는 외통(72)의 저판 상면 근방에 배치되어 있고, 외통(72)의 주벽 상부에는 상기 냉각 배기가스 배출부(52)가 설치되어 있다. 냉각배기가스 배출부(52)와 내통(71)의 하부 개구 사이에는 내통(71)의 외주와 외통(72)의 내주에 걸쳐 디미스터(79)를 구성하는 충전재가 형성되어 있다.

따라서, 고온 배기가스 도입부(51)로부터 냉각실(53) 내로 도입된 고온 배기가스는 스프레이 노즐(58)로부터의 수막을 가로 질러, 내통(71) 내를 물방울과 접촉하면서 아래쪽으로 흘러 냉각된 후, 내통(71)의 하부 개구로부터 외통(72) 내로 유출하여 내통(71)의 외주와 외통(72)의 내주 사이를 상승하고, 디미스터(79)를 통과할 때에 함유하는 고형물이나 물방울이 제거되어, 냉각 배기가스 배출부(52)로부터 배출된다. 따라서, 배기관에 설치되는 디미스터를 생략할 수 있어서, 배기관계의 배관 스페이스를 작게 할 수 있다. 고형물의 부착 등에 의해 오염된 충전재는 그 위쪽에 형성한 스프레이(80)로부터 분출하는 물에 의해 세정할 수 있다.

또한, 본 형태예에서는 외통(72)의 주벽 하부를 관통하여, 선단에 스프레이 노즐(81)을 갖는 물 스프레이 관(82)이 설치되어 있다. 이 스프레이 노즐(81)은 내통(71)의 아래쪽에 상기 동일한 수막을 형성하여, 내통(71)의 하부 개구로부터 유출하는 가스를 더욱 냉각한다.

배수부(55)는 외통(72)과 일체적으로 형성한 배수실(83)을 갖고 있다. 이 배수실(83)은 냉각실(53)의 저부에 개구하여 냉각실 내로 연통하는 배수구(84)와, 이 배수구(84)의 위쪽 가장자리 보다도 위쪽 위치에 개구하도록 접속한 배수관(85)을 구비하고 있다. 이 배수관(85)의 개구 아래쪽 가장자리 위치는 상기 스프레이 노즐(81)이 형성되어 있는 경우는 스프레이 노즐(81)보다도 아래쪽 위치가 되도록 설정된다. 스프레이 노즐(81)이 설치되어 있지 않은 경우는 내통(71)의 하부 개구보다도 아래쪽 위치에 있으면 된다.

냉각실(53)의 저부로 흘러내린 물은 배수구(84)를 통해 배수실(83)내에 유입하여, 배수관(85)으로부터 배출된다. 이 때, 배수관(85)이 배수구(84)보다도 고위치에 설치되어 있기 때문에, 냉각실 저부에는 배수구(84)를 물로 채워서 배수관(85)의 위치까지 물이 괸다. 이렇게 하여 배수구(84)를 물로 채움으로써, 배수구(84)를 통해 가스가 유통하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 배수부(55)로부터 배기가스가 유출하거나, 대기가 냉각실(53)에 유입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 배수관(85)의 도중에 트랩를 설치할 필요가 없어지기 때문에, 배수 관계의 배관 스페이스를 작게 할 수 있다.

이와 같이, 냉각실(53)을 이중 통구조로서 내부에 디미스터(79)를 수납하고, 또한 트랩 기능을 갖는 배수실(83)을 냉각실(53)과 일체적으로 형성함으로써, 냉각장치 전체의 소형화를 꾀할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 배기관이나 배수관에 종래와 같은 디미스터나 트랩를 설치해도 된다.

도 5는 본 발명의 연소처리장치의 일형태예를 도시하는 종단면도, 도 6는 버너의 요부를 도시하는 종단면도로, 상술한 바와 같이 형성한 고온 배기가스의 냉각장치와, 각종 연소처리, 예컨대 유해성분을 포함하는 가스의 제해 처리를 행하는 연소장치를 일체화한 것이다.

연소처리장치(100)는 상술한 바와 같이 형성한 냉각장치의 냉각실(53)의 위쪽에 연소처리를 행하는 연소실(101)을 연결설치한 것으로, 연소실(101)의 하단부가 냉각실(53) 상단부의 고온 배기가스 도입부(51)에 직접연결된 상태로 되어 있다.

연소실(101)은 위쪽에 연소처리 대상 가스가 도입되는 가스 도입관(102)과 파일럿 버너(103)가 설치되고, 그 아래쪽에 평면 화염을 형성하는 버너(104)가 설치되어 있다. 버너(104)는 도 6에 도시한 바와 같이, 링형상의 내측면에 V홈형 노즐(105)이 형성되고, 이 V홈형 노즐(105)의 한 쪽에 LPG 등의 연료를 공급하는 연료 통로(106)가, 다른 쪽에는 공기나 산소 부화 공기 등의 지연성(支燃性) 가스를 공급하는 지연성 가스 통로(107)가 형성되어 있다. 상기 연료 통로(106)나 지연성가스 통로(107)는 상기 V홈형 노즐(105)의 내주면을 따라 다수 개소에 형성되어 있고, 연료 통로(106)로부터 연료를, 지연성 가스 통로(107)로부터 지연성 가스를 내뿜어, 이 상태에서 상기 파일럿 버너(103)로 점화함으로써, 연소처리 대상 가스의 유동 방향에 직각인 평면 화염이 형성된다.

또한, 평면 화염을 형성하는 버너는 예컨대 특개 2001-82733호 공보에 기재된 구조의 것이 바람직하고, 연소실(101)의 구조도 이 공보에 기재된 구조가 바람직하지만, 본 발명에 있어서는 이들 구조에 한정되는 것이 아니라, 연소처리를 행하는 대상물이나 그 양 등의 조건에 따라 적당한 구조를 채용하는 것이 가능하고, 예컨대 버너에 있어서는 연료와 지연성 가스를 버너 내부에서 혼합하고 나서 분출하도록 형성할 수도 있다.

또한, 연소실(101)은 금속제 외통(108)과 소결 금속제 내통(109)으로 이루어지는 이중 벽구조로 형성되어 있고, 내통(109)의 하단이 상기 고온 배기가스 도입부(51)와 일체화한 상태로 되어 있다. 따라서, 연소실(101)에서의 연소에 의해 발생한 고온 배기가스는 내통(109)의 아래쪽에서 냉각실(53) 내로 유입하여, 냉각실(53) 내에 상술한 바와 같이 배치된 다수개의 스프레이 노즐(58)로부터 분출하는 물에 의해 형성되는 수막을 통과함으로써 냉각되어, 냉각 배기가스 배출부(52)로부터, 블로어(도시되지 않음)에 의해서 흡인되어 배출된다.

이 연소처리장치(100)는 가스 도입관(102)으로부터 연소실(101)로 도입된 연소처리 대상 가스가 버너(104)에 의해 형성되는 평면 화염을 통과함에 따라 소정의 연소처리가 행해지고, 생성한 고온 배기가스가 냉각장치(50) 내에 직접 도입 되어냉각된다. 이와 같이, 연소처리 대상 가스의 유동 방향에 직각인 평면 화염을 형성하는 버너(104)를 구비한 연소실(101)과, 고온 배기가스의 유동 방향에 직각인 수막을 형성하는 냉각장치(50)를 조합한 연소처리장치는 평면 화염과 평면 수막을 근접하게 배치할 수 있기 때문에, 가스 유동 방향의 치수를 짧게 할 수 있어서, 장치 전체를 콤팩트하게 제작할 수 있다.

(실시예)

도 5에 도시하는 구조의 연소실을 이용하여, 유해 가스인 실란(SiH₄)을 3% 함유하는 질소로 이루어지는 연소처리 대상 가스를 매분 200리터의 비율로 가스 도입관으로부터 연소실 내로 도입하고, LPG를 연료로 하고 공기를 지연성 가스로 하는 버너에서 형성한 평면 화염 중을 통과시켜, 실란을 연소시켜 제해 처리를 행하였다. 이 때, 연소실로부터는 약 1000℃의 고온 배기가스가 매분 800리터로 발생하였다.

여기서, 스프레이 노즐(58)의 분출축선을 냉각실의 중심방향을 향하여 배치한 상기 제 1 형태예의 냉각장치를 사용하여, 상기 고온 배기가스를 매분 5리터의 물로 냉각한 바, 냉각 배기가스 배출부에서 배출된 가스의 온도는 73℃로 되었다. 한편, 상기 도 7에 나타낸 종래의 냉각장치에 상기 고온 배기가스를 도입하여 물로 냉각한 바, 고온 배기가스를 73℃로 냉각하기 위해서는 매분 20리터 이상의 물을 사용할 필요가 있었다.

다음에, 냉각 배기가스 배출부를 냉각실 내에 돌출시킨 상기 제 2 형태예의 구조의 냉각장치를 사용하여 동일 조건에서 고온 배기가스의 냉각을 행한 바, 냉각 배기가스 배출부에서 배출된 가스는 71℃로 되었다. 이것에 의해, 냉각 배기가스 배출부를 냉각실 내로 돌출시킴에 따라 냉각효율이 높아지는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 제 2 형태예의 냉각장치에 있어서, 도 3에 도시한 바와 같이, 스프레이 노즐의 분출축선을 냉각실 중심방향에 대하여 각각 10도씩 경사지게 배치하여, 회전 수막을 형성시킨 상태에서 고온 배기가스의 냉각을 동일 조건에서 행하였다. 그 결과, 냉각 배기가스 배출부에서 배출된 가스는 69.5℃이었다. 이것에 의해, 수막을 선회 상태로 함에 따라 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

Claims (7)

1. 고온 배기가스가 흐르는 경로내에, 이 배기가스의 흐름과 직각 방향인 수막을 형성하여, 이 수막 중에 상기 고온 배기가스를 통과시키는 것을 포함하는 고온 배기가스의 냉각방법.
2. 위쪽에 고온 배기가스 도입부를, 아래쪽에 냉각 배기가스 배출부 및 배수부를 갖는 중공 냉각실과, 상기 고온 배기가스 도입부의 근방에 배치한 다수의 물 스프레이 관을 포함하고, 이 다수의 물 스프레이 관의 스프레이 노즐을 동일 수평면상에 배치함과 동시에, 각 스프레이 노즐로부터 분출하는 물의 방향을 고온 배기가스 도입부로부터 냉각실 내에 유입하는 고온 배기가스의 흐름에 직각으로, 또한, 냉각실 내에서 서로 충돌하도록 배치한 고온 배기가스의 냉각장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 냉각 배기가스 배출부는 상기 냉각실의 주벽 하부로부터 실내로 돌출한 배기관인 고온 배기가스의 냉각장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 다수의 스프레이 노즐은 그 축선이 수평면상에서 냉각실 중심방향에 대하여 동일방향으로 5∼15도의 각도를 갖도록 각각 배치되어 있는 고온 배기가스의 냉각장치.
5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 냉각실을 내통과 외통으로 이루어지는 이중 통구조로 하고, 내통의 상부 개구를 상기 스프레이 노즐을 통해 상기 고온 배기가스 도입부에 연통시켜, 이 내통의 하부 개구를 외통의 저판 상면 근방에 배치하여, 상기 외통의 상부에 냉각배기가스 배출부를 형성함과 동시에, 냉각 배기가스 배출부와 내통의 하부 개구 사이에는 내통의 외주와 외통의 내주에 디미스터를 설치한 고온 배기가스의 냉각장치.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배수부는 냉각실 저부에 개구하여 냉각실 내로 연통하는 배수구와, 이 배수구보다 위쪽 위치에 개구하도록 접속한 배수관을 갖는 배수실을 갖는 배수실을 구비하는 고온 배기가스의 냉각장치.
7. 제 2 항의 고온 배기가스의 냉각장치의 위쪽에, 수평 화염을 형성하는 버너를 구비한 연소실을 연결설치한 연소처리장치.