KR20030039360A - 소각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각장치를 개시한다.

본 발명의 소각장치는 폐기물을 공급받아 공기와 혼합시킨 뒤 버너를 통해 연소시키는 1차 연소실과, 상기 1차 연소실과 유입관으로 연결되어 1차 연소실에서 연소된 가스를 모아두기 위한 2차 연소실과, 상기 2차 연소실내의 건류 가스가 1차 연소실 내부를 통과하여 외부로 배출되는 과정에서 재가열에 의해 유해물질이 완전 연소될 수 있도록, 일단은 2차 연소실에 연결되고 타단은 1차 연소실로 내부를 통과하여 외부로 연장되게 배관되는 연소관을 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 소각장치는 1차 연소실내에서 폐기물을 연소시키고, 이 연소된 유해물질을 포함한 가스를 2차 연소실로 모아둔 상태에서 관로를 이용하여 상기 1차 연소실 내부를 통과하도록 함으로써 가스상에 포함된 아황산가스, 다이옥신, 일산화 탄소 등 유해가스를 고온의 열로써 완전 연소시킴에 따라, 오염물질의 배출을 현저히 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 순환식에 의해 유해물질을 포함한 가스를 재연소시키므로 에너지절감을 이룰 수 있을 뿐만 아니라 소각장치의 단순화를 도모하여 설계상의 자유도를 증대시킬 수 있는 이점을 제공한다

Description

소각장치{incinerator}

본 발명은 소각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소각물의 연소시 발생되는 가스를 연소로 내로 유도하여 고온으로 재 연소시켜 가스에 포함된 유해물질을 고열 분해시킴으로써 환경오염물질의 배출을 대폭적으로 저감시킬수 있는 소각장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐기물을 소각시키는 소각장치는 대부분 연소로에서 각종 폐기물을 넣고 오일이나 가스등을 이용하여 소각하게 된다. 그리고 상기 연소로에서 소각에 의해 폐기물에서 발생되는 열을 이용하여 다양한 열 에너지원으로 활용하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 소각장치는 연소로에서 발생된 가스를 직접 대기중으로 배출시키기 때문에 배출가스에 포함된 각종 유해가스들이 대기중으로 배출되어 환경을 오염시키는 결과를 초래하게 되었다. 즉, 상기 종래의 소각장치는 폐기물이 연소되면서 발생되는 열을 에너지원으로 활용하는 데에만 주안점을 두었을 뿐 환경오염의 주범인 유해가스의 단속에는 아무런 조치를 취하지 못했던 것이다.

상기와 같은 오염물질의 배출에 따른 문제점을 해결하기 위해 최근에는 상기 연소로의 배기관에 여과장치를 연결하여 상기의 여과장치에 의해 유해가스를 여과시킨 뒤 대기중으로 방출하는 소각기가 제안되었다.

그러나, 상기 여과장치는 가스에 포함된 비교적 큰 입자의 이물질은 여과시킬 수 있으나, 고분자 화합물로 된 유해가스는 여과시키지 못하므로 여전히 심각한 오염물질을 대기중으로 배출하는 문제점이 남아 있다.

또한, 소각장치의 연소로에서 1차적으로 연소된 가스를 2차 연소로로 강제 유도하여 고온으로 재 연소시키는 재연소 시스템을 갖는 소각장치가 제안된 바 있으나, 이와 같은 시스템에서는 폐기물의 소각효율 및 유해가스 배출량을 현저히 저감시킬 수는 있으나, 2차 연소로를 가동시켜야 하므로 소각비용의 상승과 더불어소각을 위한 추가 연료의 사용에 따른 오염물질 배출 등 또 다른 문제점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각종 폐기물이 연소되면서 발생시키는 유해가스를 하나의 연소로를 이용하여 2차 연소시켜 열분해함으로써 대기오염을 획기적으로 저감시킴과 동시에 소각에 소요되는 에너지를 최소화시킬 수 있는 소각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소각장치를 나타낸 사시도,

도 2는 "A-A"선을 나타낸 단면도,

도 3은 "B-B"선을 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 소각장치의 부분 절개 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 1차 연소실11 : 폐기물 투입구

12 : 점화장치13 : 공기 흡입관

13a : 공기 토출 노즐14 : 송풍팬

20 : 2차 연소실30 : 유입관

40 : 연소관

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 소각장치는, 폐기물을 공급받아 공기와 혼합시킨 뒤 버너를 통해 연소시키는 1차 연소실과; 상기 1차 연소실과 유입관으로 연결되어 1차 연소실에서 연소된 가스를 모아두기 위한 2차 연소실과; 상기 2차 연소실내의 건류 가스가 1차 연소실 내부를 통과하여 외부로 배출되는 과정에서 재가열에 의해 유해물질이 완전 연소될 수 있도록, 일단은 2차 연소실에 연결되고 타단은 1차 연소실로 내부를 통과하여 외부로 연장되게 배관되는 연소관을 포함하여 구성된 것에 그 특징이 있다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 1차 연소실은 연소된 가스가 와류를 형성할 수 있도록 상측부 주면을 따라 와류 챔버가 형성되고, 이 와류 챔버에 근접된 위치에 유입관의 일단이 연결되어지는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 1차 연소실은 폐기물이 투입되어지는 폐기물 투입구가 구비되고, 그 내부에는 외부의 공기를 강제대류에 의해 1차연소실 내부로 공급하는 공기 흡입관이 설치되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 공기 흡입관은 1차 연소실측의 끝단부측에 5개의 공기 토출 노즐이 형성되고, 이 공기 토출 노즐에 근접하는 일단부는 미세한 구멍이 등간격으로 형성되어 있는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 1차 연소실과 2차 연소실은 금속재로 된 용기 형태로 구비되며, 그 내면으로는 일정 두께로서 점토층과 내열성이 우수한 세라믹층이 형성된 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 연소관은 1차 연소실 내에서 나선형으로 배관되어지는 것에 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소각장치의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 소각장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 "A-A"선을 나타낸 단면도이며, 도 3은 "B-B"선을 나타낸 단면도이다.

그리고 도 4는 본 발명에 따른 소각장치의 부분 절개 사시도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 소각장치는 크게 1차 연소실(10) 및 2차 연소실(20)과, 상기 1,2차 연소실(20)을 상호 연결하여 연소된 가스가 순환되게 하여 고온에서 완전 연소될 수 있게 하는 유입관(30) 및 연소관(40)으로 구성된다.

상기 1차 연소실(10)은 폐기물의 투입이 가능하도록 투입구(11)가 형성되고,그 일측에는 폐기물을 착화시켜 연소하는 착화 버너를 구비하여 이루어진다.

즉, 상기 1차 연소실(10)은 대략 통형상을 갖도록 구비되어지는 바, 그 외체(b1)는 금속재로 이루어지며, 그 외체의 내면으로 황토로 된 점토층(b2)과 내열성이 우수한 세라믹층(b3)이 순차적으로 형성되어 내벽을 형성하는 구조이다. 이러한 내벽층은 고온에서의 내열성을 높이면서 유해물질을 흡착하기 위하여 설치된 것이다.

이러한 1차 연소실(10)은 외측에 각종 폐기물(폐타이어, 폐고무, 각종 폐자재, 폐오일)을 투입시킬 수 있는 투입구(11)가 연결 되며, 투입된 폐기물의 착화 및 연소를 위한 착화 버너 또는 점화장치(12)가 구비되는 구조이다.

그리고, 상기 1차 연소실(10)은 연소가스가 와류를 형성할 수 있도록 상측부 주면을 따라 와류 챔버(s)를 형성하는 구조이며, 이 와류 챔버(s)에 의해 와류를 일으킨 미연소 가스는 후술할 유입관(30)을 통해 2차 연소실(20)로 모이게 된다.

한편, 상기 1차 연소실(10)은 외부의 공기를 강제 유입하기 위한 공기 흡입관(13)이 설치되어지는 바, 이때의 공기 흡입관(13)은 그 일단이 연소실 내에 위치되고 그 타단은 연소실 외부로 연장되면서 송풍팬(14)에 연결되는 구조이다.

여기서, 상기 연소실 내부에 위치되는 공기 흡입관(13)의 끝단부에는 대략 5개의 공기 토출 노즐(13a)이 형성되며, 이 공기 토출 노즐(13a)에 근접하는 일단부는 미세한 구멍이 등간격으로 형성된다.

상기 2차 연소실(20)은 상술한 1차 연소실(10)과 대략 유사한 형태로 밀폐구조를 갖도록 제공되어지는 것으로서, 외체(b1)는 금속재로 성형되어지고 그 내측으로 점토층(b2)과 세라믹층(b3)이 일정두께로서 형성되어 내벽면을 형성하게 된다.

이러한, 2차 연소실(20)은 상기 1차 연소실(10)에서 일차적으로 연소된 미연소 가스가 유입관(30)을 통해 유도되어 모이게 되는 일종의 저장용기의 역할을 수행한다. 여기서, 상기 유입관(30)은 상술한 와류 챔버(s)에 근접되는 1차 연소실(10)의 상부와 2차 연소실(20)의 상부측을 연결하게 된다.

이와 같이 구성되는 2차 연소실(20)은 그 하단부가 상기 1차 연소실(10)의 하단부와 연소관(40)으로 연결되어짐으로써, 저장된 미연소 가스는 1차 연소실(10)측으로 순환되게 된다.

상기 연소관(40)은 2차 연소실(20)내로 모인 미연소 가스를 1차 연소실(10)로 재 순환시키도록 하여 일정온도 상태로 가열된 미연소 가스를 재 가열함으로써 유해물질을 포함한 미연소 가스를 완전 연소시키게 된다.

이러한 연소관(40)은 그 일단이 2차 연소실(20)의 하단부에 연결되어지고, 그 타단부는 상기 1차 연소실(10) 내부를 통해 외부로 연장되는 구조이다. 이때, 상기 연소관(40)은 1차 연소실(10) 내에서 대략 나선형으로 배관되는 특징을 가지며, 이는 1차 연소실(10)에서 폐기물 소각시 발생하는 열을 보다 넓은 면적으로서 전달받기 위함이다.

한편, 상기와 같이 구성되어지는 1차 연소실(10)과 2차 연소실(20)은 소각의 용량 및 효율에 따라 1개 이상 다수개가 구비될 수 있을 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 소각장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 1차 연소실(10)의 폐기물 투입구(11)를 통해 폐오일 이나 폐타이어 및 각종 폐자재와 같이 유해가스가 발생되는 폐기물을 투입시킨다.

그리고, 상기 1차 연소실(10)내로 공기 흡입관(13)을 통해 공기를 유입시키면서 착화버너 또는 점화장치(12)를 이용하여 폐기물에 점화를 시킨다.

이때, 상기 폐기물에 불이 붙게 되면 가연성 건류 가스가 발생하게 되고, 상기의 건류 가스는 1차 연소실(10)내부에 머무르면서 화력에 의해 1차적인 연소가 이루어지게 된다. 그리고, 상기 1차 연소실(10)에서 발생된 미연소 가스는 유입관(30)을 통해 2차 연소실(20)로 공급되어지게 되고, 상기 2차 연소실(20)로 공급된 미연소 가스는 다시 연소관(40)을 따라 1차 연소실(10)내로 순환하게 된다.

여기서, 상기 1차 연소실(10)은 착화버너 또는 점화장치(12)에 의해 폐기물이 소각되고 있는 상태이므로 그 내부 온도는 대략 700~800˚C를 유지하게 되는데, 이때 1차 연소된 미연소 가스는 2차 연소실(20)에서 대략 500˚C로 낮아진 상태에서 나선형태를 갖는 연소관(40)을 따라 1차 연소실(10)을 통과하면서 대략 1500˚C 이상으로 가열되게 된다.

이와 같은 고온에서는 미연소 가스가 완전 연소를 하게 되므로, 가스내에 포함된 유해물질 즉, 아황산가스, 일산화탄소, 산화질소, 다이옥신 등과 같이 초고온의 온도에서만 연소되는 유해물질들이 제거된 상태에서 무해한 가스로 전환되어 외부로 배출되어지거나 또는 열에너지원으로 활용되어지게 된다.

한편, 상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 소각장치는 1차 연소실내에서 폐기물을 연소시키고, 이 연소된 유해물질을 포함한 가스를 2차 연소실로 모아둔 상태에서 관로를 이용하여 상기 1차 연소실 내부를 통과하도록 함으로써 가스상에 포함된 아황산가스, 다이옥신, 일산화 탄소 등 유해가스를 고온의 열로써 완전 연소시킴에 따라, 오염물질의 배출을 현저히 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 순환식에 의해 유해물질을 포함한 가스를 재연소시키므로 에너지절감을 이룰 수 있을 뿐만 아니라 소각장치의 단순화를 도모하여 설계상의 자유도를 증대시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Claims (6)

1. 폐기물을 공급받아 공기와 혼합시킨 뒤 버너를 통해 연소시키는 1차 연소실과;

   상기 1차 연소실과 유입관으로 연결되어 1차 연소실에서 연소된 가스를 모아두기 위한 2차 연소실과;

   상기 2차 연소실내의 건류 가스가 1차 연소실 내부를 통과하여 외부로 배출되는 과정에서 재가열에 의해 유해물질이 완전 연소될 수 있도록, 일단은 2차 연소실에 연결되고 타단은 1차 연소실로 내부를 통과하여 외부로 연장되게 배관되는 연소관;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 소각장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 1차 연소실은,

   연소된 가스가 와류를 형성할 수 있도록 상측부 주면을 따라 와류 챔버가 형성되고, 이 와류 챔버에 근접된 위치에 유입관의 일단이 연결되어지는 것을 특징으로 하는 소각장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 1차 연소실은,

   폐기물이 투입되어지는 폐기물 투입구가 구비되고, 그 내부에는 외부의 공기를 강제대류에 의해 1차 연소실 내부로 공급하는 공기 흡입관이 설치되는 것을특징으로 하는 소각장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 공기 흡입관은,

   상기 1차 연소실측의 끝단부측에 5개의 공기 토출 노즐이 형성되고, 이 공기 토출 노즐에 근접하는 일단부는 미세한 구멍이 등간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소각장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 1차 연소실과 2차 연소실은,

   금속재로 된 용기 형태로 구비되며, 그 내면으로는 일정 두께로서 점토층과 내열성이 우수한 세라믹층이 형성된 것을 특징으로 하는 소각장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 연소관은,

   상기 1차 연소실 내에서 나선형으로 배관되어지는 것을 특징으로 하는 소각장치.