KR20030035620A - 슬러지 소각로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각로의 내부로 투입되는 슬러지 덩어리를 보다 작은 크기로 파쇄시킬 수 있게 하는 동시에 슬러지가 소각될 수 있는 소각온도를 균일하게 유지시킬 수 있게 하여 슬러지 소각의 효율을 극대화시킬 수 있게 한 슬러지 소각로에 관한 것이다.

종래의 슬러지 소각로 구조는 슬러지를 보다 작은 입자로 파쇄시킬 수 없어 슬러지 소각처리의 효율이 저조한 문제점이 있음을 알게 되었다.

슬러지의 특성상 열이 전가되면 슬러지 표면에 피막이 형성되고, 이로 인하여 슬러지를 작은 입자로 분쇄시키지 못하면 내부의 가연분에 열이 전달되지 못하여 소각이 이루어지지 않게 된다.

본 발명은 버너(10)가 설치되는 소각로(1)의 내부에 저류판(2)이 다층으로 고정 설치되고, 각각의 저류판(2) 상부에 모터(3)에 의해 회전하는 회전축(30)과 결합되어 회전 구동하는 회전체(4)가 설치되며, 상기 각 회전체(4)의 하부에 저류판상(2)의 슬러지를 교반시켜 파쇄하는 교반날(40)이 설치되어 구성되는 것에 있어서, 상기 각 저류판(2)의 외주연에 벽체(20)를 형성시키고, 저류판(2)의 바닥에 분쇄된 슬러지를 하부로 낙하시키는 다수의 배출공(21)을 형성시키며, 상기 저류판(2)상에 다수의 구체(5)를 유동 가능하게 삽입 설치시켜 구성함으로써, 슬러지의 입자를 보다 작은 입자로 파쇄시킬 수 있고, 구체가 많은 열을 보유하여 슬러지 소각에 필요한 적정의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있어 소각효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있는 것임.

Description

슬러지 소각로{Sludge incinerator}

본 발명은 슬러지(sludge)를 건조시키고 이를 소각 처리하는 슬러지 소각로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소각로의 내부로 투입되는 슬러지 덩어리를 보다 작은 크기로 파쇄시킬 수 있게 하는 동시에 슬러지가 소각될 수 있는 소각온도를 균일하게 유지시킬 수 있게 하여 소각효율을 극대화시킬 수 있게 한 슬러지 소각로에 관한 것이다.

일반적으로 생활하수를 거르고 거른 뒤에도 마지막까지 남는 찌거기를 하수 슬러지(sludge)라 한다.

이러한 하수 슬러지의 경우 많은 수분과 함께 납, 카드뮴, 크롬, 수은 등의 중금속을 포함하고 있어 땅에 함부로 묻거나 하천에 방류 할 경우 환경을 크게 오염시킨다.

지금까지 이 하수 슬러지는 땅 속에 그냥 묻거나 바다에 내다버려 처리했다. 물론 두 방법 모두 환경 오염 때문에 논란의 대상이다.

폐기물관리법은 2001년 1월부터 하루 슬러지를 2,000㎥ 이상 배출하는 폐수·하수처리장은 슬러지를 축축한 상태로 매립하지 못하도록 하고 있다.

반드시 소각하거나, 시멘트·아스팔트 등 합성 고분자화합물을 섞어 고체(수분 15% 이하)로 만든 뒤 매립하거나, 생물학적 방법으로 퇴비로 만들어 재활용하도록 하고 있다.

슬러지를 소각하여 처리시킴에 있어서 가장 중요한 것이 슬러지를 소각시키는 열에너지와 슬러지의 입자크기이다.

연료 및 산소가 충분하다고 해서 연소반응이 완전하게 일어나는 것은 아니다. 연료와 산소는 일차적인 필수요건이며, 이들과 더불어 연소반응이 시작되기 위한 최소한의 온도, 슬러지가 소각로내에서 충분하게 체류하는 체류시간, 가연분과 산소의 충분한 접촉 등이 충족되어야 비로소 완전한 연소가 일어날 수 있는 것이다.

첨부된 도면 도 1 은 종래에 있어서의 소각로의 내부 구조를 도시한 단면도이다.

도 1 에 도시되는 바와 같이 종래에 있어서의 슬러지 소각로는 소각버너(10)가 설치되는 소각로(1)의 내부에 저류판(2)이 다층으로 고정 설치되고, 각각의 저류판(2) 상부에 모터(3)에 의해 회전하는 회전축(30)에 결합되어 회전 구동되는 회전체(4)가 설치되며, 상기 각 회전체(4)의 하부에는 저류판(2)상의 슬러지를 교반시켜 파쇄하는 교반날(40)이 설치되어 구성되는 것으로, 상기 다수층의 저류판(2)은 직경이 큰 저류판의 사이에 직경이 작은 저류판이 설치되어 구성되는 것이다.

그리고 직경이 큰 저류판의 중심에는 슬러지를 하부로 낙하시키는 통공(27)이 형성되며, 직경이 큰 저류판의 상부에 위치하는 교반날(40)은 슬러지를 통공(27)측으로 이동시킬 수 있게 내측으로 경사지게 설치되고, 직경이 작은 저류판의 상부에 위치하는 교반날(40)은 슬러지를 저류판의 외측으로 이동시킬 수 있도록 외측으로 경사지게 형성되어 구성되는 것이다.

이와 같은 종래에 있어서의 소각로는 소각로(1)의 상부로부터 투입되는 슬러지가 최상층의 저류판(2)에 낙하되면 회전체(4)의 하부에 설치된 교반날(40)이 슬러지를 작은 입자로 파쇄시키는 동시에 저류판(2)의 중심으로 이동시킨다.

저류판(2)의 중심으로 이동된 슬러지는 통공(27)을 통하여 중간 저류판상으로 낙하되고, 중간층의 교반날(40)은 슬러지를 저류판(2)의 외측방으로 이동시키면서 파쇄 교반시킨다.

중간층으로부터 낙하된 슬러지는 최하층의 저류판(2)상에서 중심쪽으로 이동되면서 파쇄 교반되고 이러한 과정을 통하여 완전히 소각된 재는 이송스크류(15)를 통하여 소각로(1) 외부로 배출된다.

그러나 이러한 종래의 소각로 구조로는 슬러지를 보다 작은 입자로 파쇄시킬 수 없어 슬러지 소각처리의 효율이 저조한 문제점이 있음을 알게 되었다.

슬러지의 특성상 슬러지의 덩어리에 열이 전가되면 그 표면에 피막이 형성되고, 이로 인하여 덩어리 내부의 가연분에 열이 전달되지 못하여 소각이 이루어지지 않게 된다.

그리하여 슬러지를 소각처리함에 있어서는 무엇보다 중요한 것이 슬러지를 얼마나 작은 입자로 분쇄시켜 가연분에 열을 전달시켜 소각하는 야다.

또한 종래의 소각로 구조로는 슬러지가 완전하게 소각될 수 있는 온도를 균일하게 유지시킬 수 없고 열을 슬러지 입자에 고르게 전달시킬 수 없어 소각정도가 균일하지 못하고 많은 열에너지가 낭비되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 슬러지의 입자를 보다 작은 입자로 파쇄시킬 수 있게 하는 동시에 슬러지 소각에 필요한 적정의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있게 함으로서 소각효율을 극대화시킬 수 있게 하는 슬러지 소각로를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 소각에 필요한 산소를 공급시킴에 있어서, 슬러지입자의 사이사이로 연소 필요한 산소를 지속적으로 공급시킬 수 있게 하여 소각 효율을 향상시킬 수 있게 하는 슬러지 소각로를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성된다. 즉, 본 발명은 버너가 설치되는 소각로의 내부에 저류판이 다층으로 고정 설치되고, 각각의 저류판 상부에 모터에 의해 회전하는 회전축과 결합되어 회전 구동하는 회전체가 설치되며, 상기 각 회전체의 하부에 저류판상의 슬러지를 교반시켜 파쇄하는 교반날이 설치되어 구성되는 것에 있어서, 상기 각 저류판의 외주연에 벽체를 형성시키고, 저류판의 바닥에 슬러지를 하부로 낙하시키는 다수의 배출공을 형성시키며, 상기 저류판상에 다수의 구체(球體)를 유동 가능하게 삽입 설치시켜 구성되는 것에 특징을 둔 것이다.

도 1 은 종래에 있어서의 소각로 내부 구조를 도시한 단면도

도 2 는 본 발명에 따른 소각로를 도시한 단면도

도 3 은 본 발명의 요부인 저류판을 발췌 도시한 사시도

도 4 는 본 발명의 저류판을 도시한 단면도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1. 소각로 10. 버너

2. 저류판 4. 회전체

5. 구체(球體) 20. 벽체

21. 배출공 30. 회전축

40. 교반날 41. 공기배출공

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도면 도 2 는 본 발명에 따른 소각로를 도시한 단면도이고, 도 3 은 본 발명의 요부인 저류판을 발췌 도시한 사시도이며, 도 4 는 본 발명의 저류판을 도시한 단면도이다.

도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명은 버너(10)가 설치되는 소각로(1)의 내부에 저류판(2)이 다수의 층으로 고정 설치되고, 각각의 저류판(2) 상부에 모터(3)에 의해 회전하는 회전축(30)과 결합되어 회전 구동하는 회전체(4)가 설치되며, 상기 각 회전체(4)의 하부에 저류판상(2)의 슬러지를 교반시켜 파쇄하는 교반날(40)이 설치되어 구성되는 것에 있어서, 상기 각 저류판(2)의 외주연에벽체(20)를 형성시키고, 저류판(2)의 바닥에 슬러지를 하부로 낙하시키는 다수의 배출공(21)을 형성시키며, 상기 저류판(2)상에 다수의 구체(5)를 유동 가능하게 삽입 설치시켜 구성되는 것으로, 상기 구체(5)는 열에 강한 재질의 것이면 어떠한 재질로 형성시켜도 무방하나 바람직하게는 열에 강하고 열보유성이 우수한 세라믹볼로 형성시키는 것이 효과적이다.

그리고 상기 회전축(30)과, 회전축(30)에 결합되는 회전체(4)와, 회전체(4)에 결합되는 교발날(40)을 내부에 중공부를 가지는 파이프로 형성시키고, 각각의 중공부를 서로 연통되게 연결시키며, 교반날(40)에 다수의 공기배출공(41)을 형성시키고, 회전축(30)의 일단에 산소공급장치(산고공급장치로는 일반적인 송풍팬 등이 이용될 수 있으며, 그 구체적인 도시는 생략하였음)를 연결시켜 회전체(4)의 회전에 의해 교반날(40)이 다수의 구체(5)를 유동되게 하여 슬러지 입자를 파쇄시키는 동시에 교반날(40)에 형성된 공기배출공(41)을 슬러지 입자의 사이사이로 연소에 필요한 산소를 지속적으로 공급시킬 수 있게 구성하였다.

상기 공기배출공(41)은 교반날(40)의 회전 진행방향과 반대되는 쪽에 형성시킴으로서 슬러지에 의해 공기 배출공(41)이 막히는 것을 방지할 수 있게 구성하였다.

또한 상기 저류판(2)을 상 하판(201)(202)으로 형성시켜 그 사이에 밀폐되는 공간(203)을 가지게 하고, 저류판(2)의 외주연에 상기 공간(203)과 연통하는 산소공급관(205)을 설치시키며, 상기 공간(203)과 회전축(30)을 연통시켜 구성하였다. 그리고 상기 구체(5)를 하부 저류판(2)으로 갈수록 작은 직경으로 형성시켜 슬러지입자가 각각의 저류판(2)을 통과하면서 보다 작은 입자로 분쇄 되도록 구성하였다.

저류판(2)에 형성되는 배출공(21)은 구체(5)의 직경 보다 작은 직경으로 형성시켜 구체가 배출공(21)을 낙하되는 것을 방지하며, 배출공의 직경을 구체(5) 직경 보다 크게 형성시키는 경우에는 배출공(21)을 상단에 망체를 설치시켜 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 버너(10)를 작동시켜 소각로(1) 내부의 온도를 일정한 정도로 가열시킨 상태에서 소각로(1)의 상부로부터 슬러지를 투입시킨다.

소각로(1) 내부로 투입된 슬러지는 최상층의 저류판(2)상으로 낙하되고, 모터(3)에 의해 회전하는 회전축(30)과 결합된 회전체(4)가 회전됨에 따라 교반날(40)이 저류판(2)에 삽입된 다수의 구체(5)를 유동시키면서 회전하게 된다.

이에 따라 슬러지가 유동되는 구체(5)와 충돌하면서 작은 입자로 파쇄되면서 구체(5)의 사이사이를 통과하게 된다.

이때 구체(5)는 버너(10)에 의해 가열된 상태로 많은 열을 보유하고 있어 구체(5)의 사이로 통과하는 슬러지 내부의 가연분을 연소시키게 되는 것이다.

또한 교반날(40)의 공기배출공(41)을 통하여 연소에 필요한 산소가 지속적으로 공급됨으로서 가연분의 연소가 원활하게 이루어지게 되는 것이다.

구체(5)의 사이사이를 통과한 슬러지 입자는 저류판(2)의 바닥에 형성된 다수의 배출공(21)을 통하여 하부의 저류판상으로 낙하되어 상기와 같은 동작을 거치게 되는 것이다.

슬러지 입자는 각 저류판(2)을 통과하면서 보다 작은 입자로 파쇄됨에 따라 상층에서 미연소된 가연분을 완전하게 연소시키게 되는 것이다.

본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 저류판상에 삽입 설치되는 구체에 의해 슬러지의 입자를 보다 작은 입자로 파쇄시킬 수 있고, 구체가 많은 열을 보유하고 있어 슬러지 소각에 필요한 적정의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있어 소각효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한 슬러지 입자의 사이사이로 연소 필요한 산소를 지속적으로 공급시킬 수 있어 소각의 효율을 대폭적으로 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 버너(10)가 설치되는 소각로(1)의 내부에 저류판(2)이 다층으로 고정 설치되고, 각각의 저류판(2) 상부에 모터(3)에 의해 회전하는 회전축(30)과 결합되어 회전 구동하는 회전체(4)가 설치되며, 상기 각 회전체(4)의 하부에 저류판상(2)의 슬러지를 교반시켜 파쇄하는 교반날(40)이 설치되어 구성되는 것에 있어서, 상기 각 저류판(2)의 외주연에 벽체(20)를 형성시키고, 저류판(2)의 바닥에 슬러지를 하부로 낙하시키는 다수의 배출공(21)을 형성시키며, 상기 저류판(2)상에 다수의 구체(5)를 유동 가능하게 삽입 설치시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 소각로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전축(30)과, 회전축(30)에 결합되는 회전체(4)와, 회전체(4)에 결합되는 교발날(40)을 내부에 중공부를 가지는 파이프로 형성시키고, 각각의 중공부를 서로 연통되게 연결시키며, 교반날(40)에 다수의 공기배출공(41)을 형성시키고, 회전축(30)의 일단에 산소공급장치를 연결시켜 구성됨을 특징으로 하는 슬러지 소각로.
3. 제 2항에 있어서, 상기 저류판(2)을 상 하판(201)(202)으로 형성시켜 그 사이에 밀폐되는 공간(203)을 가지게 하고, 저류판(2)의 외주연에 상기 공간(203)과 연통하는 산소공급관(205)을 설치시키며, 상기 공간(203)과 회전축(30)을 연통시켜구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 소각로.
4. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 구체(5)를 하부 저류판(2)으로 갈수록 작은 직경으로 형성시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 소각로.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 구체(5)가 세라믹볼로 형성됨을 특징으로 하는 슬러지 소각로.