KR200321572Y1 - 폐섬유 소각 장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 고안이 속하는 기술분야.

본 고안은 폐섬유를 소각하기 위한 소각장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 투입된 폐섬유의 완전연소를 유도하여 미연소분이 잔존하는 소각잔재의 발생을 방지하고 연소시 발생하는 소각열을 폐열회수시설로 공급하여 산업현장에서 활용할 수 있도록 한 것이다.

나. 고안이 해결하려는 기술적 과제.

종래에 폐섬유 소각장치는 폐섬유가 차지하는 부피에 비해 발열량이 높지 않기 때문에 소각시의 적정한 온도를 유지하기 위해서는 많은 양의 폐기물을 한꺼번에 투입하고 소각을 행하는 경우가 많았고 섬유의 연소 특성상 표면 경화가 심해 소각잔재가 부스러지지 않고 형상을 유지하면서 공급되는 연소용 공기가 폐섬유의 내부 깊속히 투입되지 못하여 완전연소가 어려워 소각잔재중에 남아있는 미연소분이 많아 소각 중에 충분한 혼합을 필요로 하였고, 소각 후에도 소각잔재를 처리하기 위한 많은 시간과 노력을 필요로 하는 어려움이 있었다.

다. 고안의 해결방법의 요지.

소각시에 발생한 소각열의 보존을 위해 직접적인 소각이 일어나는 하부몸체의 내면으로 캐스타블 등의 내화물을 축조하고 상부에는 내벽과 외벽 사이에 일정한 공간을 마련하여 순환되는 냉각용수가 가열되어지는 구조의 수냉쟈켓식의 상부몸체를 결합시켜 스팀과 열수를 획득하면서도 소각온도의 급속한 저하를 방지하고,상기 하부몸체의 바닥 면에는 투입된 폐섬유 폐기물의 내부 깊숙이 연소용 공기를 공급할 수 있도록 다수개의 멀티노즐이 장착된 공기공급관을 매립 형성한 것이다.

라. 고안의 중요한 용도

소각장치.

Description

폐섬유 소각 장치 {The incinerator for waste fiber}

본 고안은 폐섬유를 소각하기 위한 소각장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 투입된 폐섬유의 완전연소를 유도하여 미연소분이 잔존하는 소각잔재의 발생을 방지하고 연소시 발생하는 소각열을 폐열회수시설에 공급하여 산업현장에서 활용할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 산업현장에서 발생되는 폐기물 중 가연성폐기물은 재활용이 가능한 부분을 제외하고는 대부분이 소각 처리되어지고 있는 실정이다.

현행 폐기물관리법에 따르면, 오염물질의 발생을 최소화하기 위해서 소각시설의 소각온도는 섭씨 850도이상에서 유지하여야 하고, 소각 후에 남은 재(灰)중에서 다시 연소가 일어날 수 있는 정도를 나타내는 소각잔재의 강열감량이 규정치 이하가 되는 소각시설에 한해서 운영을 할 수 있도록 규제를 강화하고 있다.

종래에는 소각시에 발생하는 폐열을 활용하기 위해서 소각로의 내벽과 외벽사이에 일정한 공간을 마련하고 그 공간사이에 냉각수를 충만시켜 발생된 스팀과 온수를 활용할 수 있도록 된 수냉 쟈켓식 소각로가 많이 사용되었으나 이 경우 로내의 소각온도를 폐기물관리법에서 규정한 온도 이상으로 유지하기 위해서는 별도로 많은 양의 보조연료를 사용하여야 하고 소각 말기에 로내의 온도가 급격히 하강됨에 따라 원활한 후연소가 일어나지 못함으로서 소각잔재의 강열감량을 기준치 이내로 유지하기 어려워져 많은 비용을 들여 설치해 놓은 소각시설의 원활한 운영이어려운 문제점이 있었다.

따라서 근래에는 폐기물관리법에서 규정하고 있는 소각시설의 검사 및 운영기준에 적합하도록 소각로의 내벽에 내화캐스타블이나 내화벽돌 등을 축조하여 소각시에 발생한 열의 손실을 최소화하도록 된 캐스타블식 소각장치가 널리 사용되고 있는 실정이다.

그러나 이러한 캐스타블식 소각장치는 소각시에 일어나는 소각열을 단지 폐기물의 연소에만 이용할 수 있음으로서 에너지원으로의 활용이 어렵다는 단점이 있었다.

특히, 여러 가지의 폐기물이 혼합된 상태로 소각이 행해질 경우에는 혼합 폐기물의 연소 발열량을 일정하게 유지할 수 있도록 혼합하거나 균질화하기 위한 별도의 장치를 필요로 하는 것이고, 많은 종류의 페기물이 혼합될 경우 소각중에 예측하지 못한 새로운 오염물질이 생성될 수 있는 등의 우려가 높아 1종의 폐기물만을 전용으로 소각할 수 있는 소각장치를 필요로 하게 되었다.

한편, 옷이나 이불 기타 합성섬유 등의 폐섬유 폐기물들 또한 비교적 부피가 커 매립에 따른 부지 선정에 어려움이 많아 소각처리가 많이 행해지고 있다.

그러나 폐섬유는 차지하는 부피에 비해 발열량이 높지 않기 때문에 소각시의 적정한 온도를 유지하기 위해서는 많은 양의 폐기물을 한꺼번에 투입하고 소각을 행하는 경우가 많았고 섬유의 연소 특성상 표면 경화가 심해 소각잔재가 부스러지지 않고 형상을 유지하면서 공급되는 연소용 공기가 폐섬유의 내부 깊속히 투입되지 못하여 완전연소가 어려워 소각잔재중에 남아있는 미연소분이 많아 소각 중에충분한 혼합을 필요로 하였고, 소각 후에도 소각잔재를 처리하기 위한 많은 시간과 노력을 필요로 하는 어려움이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 완전연소를 유도하여 미연소분이 소각잔재중에 남아있는 않고 적정한 소각 온도를 유지하면서도 폐열의 회수가 가능한 폐섬유 전용 소각장치를 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 목적을 이루기 위하여 소각시에 발생한 소각열의 보존을 위해 직접적인 소각이 일어나는 하부몸체의 내면으로 캐스타블 등의 내화물을 축조하고 상부에는 내벽과 외벽 사이에 일정한 공간을 마련하여 순환되는 냉각용수가 가열되어지는 구조의 수냉쟈켓식의 상부몸체를 결합시켜 스팀과 열수를 획득하면서도 소각온도의 급속한 저하를 방지하고, 상기 하부몸체의 바닥면에는 투입된 폐섬유 폐기물의 내부 깊숙이 연소용 공기를 공급할 수 있도록 다수개의 멀티노즐이 장착된 공기공급관을 매립 형성함으로서 이루어진다.

도 1은 본 고안의 구성을 보이는 개략도.

도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 상부몸체의 구성을 보이는 분리사시도.

도 3은 제2도의 결합상태를 보이는 단면도.

도 4은 본 고안의 실시 예에 따른 하부몸체의 구성을 보이는 분리사시도.

도 5는 제2도와 제4도의 결합상태를 보이는 단면도.

도 6은 본 고안에 따른 멀티노즐의 단면도.

<도면의주요부분에대한부호의설명>

100: 소각로본체 110: 상부몸체

111: 내벽 112: 외벽

113: 지지봉 114: 보강띠

120: 하부몸체 121: 내화물

130: 공기공급관 140: 노즐

150: 멀티노즐 151: 분사공

160: 화격자 170: 푸셔

200: 2차연소실 300: 폐열회수장치

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 가장 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다.

제1도는 본 고안의 구성을 나타내는 개략도이다.

도면에 따르면, 본 고안은 폐섬유를 소각할 때 발생하는 소각열을 회수할 수있도록 된 폐섬유 소각장치에 있어서, 일정거리 이격 형성된 내벽(111)과 외벽(112)이 이루는 이중벽 사이에 냉각 용수의 순환을 위한 소정의 공간이 마련되고 개방된 하면을 갖는 함체상의 상부몸체(110)와 상기 상부몸체(110)의 하측에 결합되어 일정한 내공간이 마련된 연소실을 구성하며 바닥면과 외벽에는 각각 내화물(121)이 축조된 개방된 상면을 갖는 함체상의 하부몸체(120)로 이루어진 소각로본체(100)와 상기 소각로본체(100)의 연소가스 이동통로에 후속하면서 연소가스의 보유열을 열원으로 활용하는 폐열회수장지(300)로 이루어지는 구성이다.

상기 폐열회수장치(300)는 연관식 보일러 등이 사용될 수 있는 것이고, 보일러 용수는 상부몸체(110)의 냉각 용수 관로에 접속되어 순환되어진다.

본 고안의 다른 실시 예에 따르면, 상기 소각로본체(100)와 폐열회수장치(300) 사이에는 소각로본체(100)에서 이동하는 연소가스 중에 함유된 가스 상태의 미연소분을 연소시키기 위한 2차 연소실(200)이 더 구비되어질 수 있는 것이다.

상기 상부몸체(110)는 철판 등의 금속판을 이용하여 내벽(111)의 외측에 일정거리 이격되도록 절곡 또는 벤딩 등의 제작 과정을 통해 하면이 개방된 함체상으로 제작되어지는 것이고, 이격된 거리를 유지함으로서 냉각 용수의 순환통로를 항상 확보할 수 있도록 다수의 지지봉(113)을 구비하여 지지봉(113)의 양단이 각각 내벽(111)의 외면과 외벽(112)의 내면에 전기용접 등의 방법으로 융착 고정시킨다.

이때, 소각시 발생하는 내압이나 가열된 냉각 용수의 압력으로 인한 상부몸체(110)의 변형을 방지하기 위하여 외주 면을 따라 감싸여지는 평판 상의보강띠(114)를 더 형성할 수 있는 것이다.

특히 상기 보강띠(114)는 내벽(111)의 내면과 외벽(112)의 외면에 동시에 형성하거나 선택적으로 형성할 수 있는 것이고, 설치 개소는 소각시설을 설치 운영하면서 획득하는 경험치나 데이터에 따라 가감할 수 있는 것이다.

실시 예에 따르면, 전장이 3500 밀리미터인 상부몸체(110)에 25밀리미터의 직경을 갖는 환봉을 이용하여 제작된 지지봉(113) 다수개를 이용하여 부분적인 보강을 행하고, 20밀리미터의 두께를 갖는 평판을 170밀리미터의 폭으로 절단하여 제작된 보강띠(114)를 2개소 형성한 결과 13.5 kg/cm²의 내압에도 몸체의 변형이나 크랙의 발생이 일어남이 없이 충분히 견딜 수 있음이 확인되었다.

상기 상부몸체(110)의 전면에는 폐섬유의 투입을 위한 투입구가 형성되고, 개방된 저면에는 소각을 위해 투입된 폐섬유가 연소재가 모여지는 하부몸체(120)의 바닥 면에 직접 낙하되어 연소가 지체되거나 연소된 표면이 경화되어 내부의 연소를 방해하지 않도록 일정한 간격을 가지는 고정 화격자(160)가 형성된다.

상기 화격자(160)의 간격이 너무 좁으면 연소된 재가 하부몸체(120)의 바닥면으로 떨어지는 것을 방해해 경화현상을 초래하고, 너무 넓을 경우에는 연소전의 폐섬유가 바닥 면으로 낙하되어 충분한 연소를 방해함으로 인해 폐기물의 종류에 따른 가장 적절한 간격이 요구되는 것으로, 실시 예에 따르면 화격자(160)의 간격이 100밀리미터의 간격을 유지할 때 가장 좋은 연소효율을 얻을 수 있었다.

상기 하부몸체(120)의 케이징은 상부몸체(110)와 같이 철판 등의 금속판을이용하여 동일한 규격을 갖도록 제작되며 그 내면에는 내화 캐스타블이나 내화벽돌 등의 내화물(121)을 축조하여 소각시 발생한 소각열을 오래도록 보유할 수 있도록 하는 것이다.

특히 소각말기에 행해지는 소각재중에 남아있는 미연소분의 연소는 소각시설의 바닥 면에서 집중적으로 이루어짐으로서 하부몸체에 남아있는 소각열을 이용하여 소각재의 강열감량을 항상 기준치 이내에서 운영할 수 있도록 되는 것이다.

이때, 하부몸체(120)의 바닥 면에는 다수 개의 노즐(140)이 일정한 간격으로 접속 장착된 공기공급관(130)이 매립되어진다.

특히, 상기 노즐(140)은 팁부에 많은 분사공(151)이 소정의 각도를 이루며 형성된 멀티노즐(150)을 채용함으로서 연소용 공기가 로내에 미치지 못하는 공간이 없이 공급될 수 있도록 할 수 있는 것이다.

한편, 하부몸체(120)의 바닥 면에는 "凸"자형의 단면을 갖는 푸셔(170)가 더 구비되어진다.

상기 푸셔(170)는 돌출부분이 상면을 향하도록 하부몸체(120)의 바닥 면에 안착되어 전후로 왕복됨으로서 낙하된 재를 소각재처리구가 마련된 하부몸체(120)의 후면으로 밀어낼 뿐만 아니라 소각시설의 소각능력을 결정하는 지표로 활용되는 화상면적을 증가시키는 효과를 가져와 유사한 규모의 소각시설에 비하여 많은 양의 폐섬유를 소각할 수 있도록 되는 효과가 있는 것이다.

특히, 푸셔(170)가 "凸"자형의 단면을 가짐으로서 낙하된 연소재가 경화되어진 경우에도 평판상의 단면을 갖는 푸셔에 비하여 더욱 쉽게 부술 수가 있어 재처리에 유리한 효과를 나타내었다.

상기한 구성으로 이루어진 소각로본체(100)로 투입된 폐섬유는 대부분 화염과 로내의 높은 온도에 의하여 연소가 이루어지게 되는 것이고, 연소 가스는 기화 상태의 미연소분을 태워 배기가스중에 혼합된 오염물질을 최소화하기 위한 2차연소실(200)로 유도되어 재차 연소가 행해짐으로서 완전연소가 이루어지는 것이고, 2차연소실(200)을 통과한 연소 가스는 폐열회수장치(300)로 유도되어 관로내를 흐르는 용수를 가열한 후 적정한 오염방지시설을 거쳐 대기로 방출되어진다.

특히 폐열회수장치(300)는 소각로본체(100)의 상부몸체(110)에서 가열된 상태의 냉각 용수를 공급받아 순환하면서 2차연소실(200)에서 가열된 연소가스로 재차 가열되어짐으로서 높은 열효율을 나타낼 수 있도록 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안은 연소 특성상 표면에 경화가 쉽게 일어나 연소가 곤란한 폐섬유를 소각중에 뒤섞어주는 등의 별도의 조작 없이도 쉽게 완전하게 소각 처리할 수 있고, 버려지던 소각열을 이용한 폐열회수장치로부터 발생되는 고압의 스팀과 온수를 이용하여 산업현장의 동력원으로 활용함으로서 생산비의 절감과 관리유지비용의 절감을 이루는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 폐섬유를 소각할 때 발생하는 소각열을 회수할 수 있도록 된 폐섬유 소각장치에 있어서, 일정거리 이격 형성된 내벽(111)과 외벽(112)이 이루는 이중벽 사이에 냉각 용수의 순환을 위한 소정의 공간이 마련되고 개방된 하면을 갖는 함체상의 상부몸체(110)와 상기 상부몸체(110)의 하측에 결합되어 일정한 내공간이 마련된 연소실을 구성하며 다수개의 멀티노즐(150)이 장착된 공기공급관(130)이 매립 형성된 바닥 면과 외벽에는 각각 내화물(121)이 축조된 개방된 상면을 갖는 함체상의 하부몸체(120)로 이루어진 소각로본체(100)와 상기 소각로본체(100)의 연소가스 이동통로에 후속되면서 통과하는 연소가스의 보유열을 열원으로 순환하는 용수를 가열할 수 있도록 된 폐열회수장지(300)로 구성되어짐을 특징으로 하는 폐섬유 소각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 소각로본체(100)와 폐열회수장치(300) 사이에는 2차연소실(200)이 더 구비되어짐을 특징으로 하는 폐섬유 소각장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상부본체(110)의 내벽(111) 및 외벽(112)을 감싸는 보강띠(111)가 더 구비됨을 특징으로 하는 폐섬유 소각 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 하부본체(120)의 바닥 면에는 "凸"자형의 단면을 갖는푸셔(121)가 더 구비되어짐을 특징으로 하는 폐섬유 소각 장치.