KR200461848Y1 - 액상폐기물용 소각로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 액상폐기물을 소각하기 위한 소각로에 관한 것으로, 내열벽으로 둘러싸여 구성되는 로의 내부에서 액상폐기물을 소각하기 위한 소각로에 있어서, 액상폐기물이 유입되는 액상폐기물유입부; 소각로 내부에 와류를 발생시켜 투입된 액상폐기물을 분산하여 완전연소되도록 중심축에서 일정한 경사를 이루며 압축공기를 분사하는 다수개의 압축공기 분사노즐; 에어컴프레셔에서 공급되는 압축공기를 유입하는 압축공기유입부; 상기 압축공기유입부를 통하여 유입된 공기가 상기 다수개의 압축공기 분사노즐로 이동할 수 있도록 하는 압축공기유통부; 소각로 내부의 압력이 과다하게 상승하는 것을 방지하기 위한 안전뚜껑; 소각이 완료된 배가스를 배출하기 위한 배가스배출구; 소각로 내의 온도와 압력 및 다이옥신농도를 측정하기 위한 센서; 상기 센서의 감지신호에 의하여 연료투입량을 조절하며 소각로 내부에 불꽃을 공급하는 버너; 를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성되며, 연료의 양을 대폭 절감할 수 있고, 소각로 내부의 구성부품들의 내열성이 종래보다 낮아지더라도 소각로의 기능을 모두 수행할 수 있도록 하여 소각로제작비용을 절감할 수 있다.

액상폐기물, 소각로, 압축공기, 와류

Description

액상폐기물용 소각로{AN INCINERATOR FOR LIQUID WASTES}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 구성을 보인 단면도,

도 2는 도 1의 A-A'선 확대 종단면도,

도 3은 도 1의 B-B'선 확대 종단면도,

도 4는 도 1의 C-C'선 확대 종단면도,

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 구성을 보인 확대 정면도이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

100 : 액상폐기물용 소각로 101 : 버너

102,102' : 온도센서 103,103' : 다이옥신감지센서

104,104' : 압력센서 105 : 액상폐기물유입부

106 : 압축공기유통부 107,107' : 압축공기분사노즐

108 : 배가스배출구 109 : 안전뚜껑

112 : 내열벽

120 : 에어컴프레셔 121 : 압축공기유입부

본 고안은 액상폐기물을 소각하기 위한 소각로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 압축공기 분사노즐을 구비하여 압축공기로 인한 와류를 발생시키고, 상기 와류로 인하여 액상폐기물이 분산될 수 있도록 하여 연소율을 향상시킴과 동시에 소각에 필요한 연료량을 절감할 수 있는 액상폐기물용 소각로에 관련된다.

종래의 일반적인 액상폐기물 소각은 분사노즐을 이용하여 액상폐기물을 버너에서 발생하는 불꽃을 향하여 직접 분사하며 소각하는 방식을 택하고 있었다.

그러나, 상기와 같은 방식으로 액상폐기물을 완전히 연소시켜 다이옥신 등의 오염성분 발생을 억제하기 위해서는 1000℃ 이상이 되는 고온의 불꽃을 지속적으로 발생시켜야 하며, 이러한 고온의 불꽃을 발생시키기 위해서는 연료의 소모가 상당하기 때문에 액상폐기물을 소각방식으로 처리하는데 소요되는 비용을 상승시키는 주요 원인이 되고 있었다.

뿐만 아니라, 고온의 불꽃을 견디기 위하여 내열벽의 두께도 더 증가해야 하며, 소각로 내부에 인접하는 모든 장비들 역시 내열성을 가져야 하기 때문에 소각로 제작비용 또한 매우 높았다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 본 고안의 고안자는 액상폐기물을 증발농축시켜 폐수증기와 슬러지로 분리하고, 폐수증기만을 소각처리하는 것을 주요내용으로 하는 액상폐기물처리방법 및 그 시스템을 개발하였으며, 본 고안에 의 한 액상폐기물용 소각로는 상기 시스템에서 폐수증기를 소각하는 기능을 수행할 수 있는 장치이다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은 액상폐기물을 분산시켜 압축공기와 혼합하여 처리할 수 있으며, 다이옥신의 발생을 최소화하고, 에너지 소모를 절감하며 소각로 제작에 필요한 구성부품들의 내열성 요건을 완화하는 액상폐기물용 소각로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 액상폐기물용 소각로는 내열벽으로 둘러싸여 구성되는 로의 내부에서 액상폐기물을 소각하기 위한 소각로에 있어서, 액상폐기물이 유입되는 액상폐기물유입부; 소각로 내부에 와류를 발생시켜 투입된 액상폐기물을 분산하여 완전연소되도록 중심축에서 일정한 경사를 이루며 압축공기를 분사하는 다수개의 압축공기 분사노즐; 에어컴프레셔에서 공급되는 압축공기를 유입하는 압축공기유입부; 상기 압축공기유입부를 통하여 유입된 공기가 상기 다수개의 압축공기 분사노즐로 이동할 수 있도록 하는 압축공기유통부; 소각로 내부의 압력이 과다하게 상승하는 것을 방지하기 위한 안전뚜껑; 소각이 완료된 배가스를 배출하기 위한 배가스배출구; 소각로 내의 온도와 압력 및 다이옥신농도를 측정하기 위한 센서; 상기 센서의 감지신호에 의하여 연료투입량을 조절하며 소각로 내부에 불꽃을 공급하는 버너; 를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 작용을 더욱 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 구성을 보인 단면도로서, 내열벽(112)으로 둘러쌓인 원기둥 형태의 소각로의 버너(101), 액상폐기물유입부(105), 압축공기유통부(106), 압축공기분사노즐(107, 107'), 안전뚜껑(109) 및 센서(102, 102', 103, 103', 104, 104')들의 위치 및 형태들을 예시하고 있다.

상기 버너(101)는 연료를 이용하여 불꽃을 발생하는 통상적인 버너이며, 연료로는 경유를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도면에서 예시한 바와 같이 액상폐기물유입부(105)의 앞 부분, 압축공기분사노즐(107, 107')과 안전뚜껑(109) 사이 및 배가스배출부(108) 앞 부분에 각각 구비된 온도센서(102, 102'), 압력센서(104, 104') 및 다이옥신감지센서(103, 103')에서 감지한 신호가 제어부(도시되지 않음)에 전달되면 제어부에서는 버너(101)로 투입되는 연료의 양을 조절하여 오염물질 완전연소에 필요한 최적의 불꽃을 발생시키도록 버너(101)를 제어한다. 상기 버너에 투입되는 연료로서 경유를 사용할 경우 별도의 LPG 착화수단을 추가로 구비하여 착화할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 액상폐기물유입부(105)에는 별도의 분사노즐이 구비되어 액상폐기물을 분사하여 상기 압축공기분사노즐(107, 107')에서 분사되는 압축공기와의 혼합을 더욱 원활하게 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 2는 도 1의 A-A'선 확대 종단면도, 도 3은 도 1의 B-B'선 확대 종단면도, 도 4는 도 1의 C-C'선 확대 종단면도로서, 소각로에서 액상폐기물유입부(105) 및 압축공기분사노즐(107, 107')의 배치를 예시하고 있다.

도 3과 도 4에서 보인 바와 같이 압축공기분사노즐(107, 107')은 중심방향에서 소정의 각도(약 15°)를 이루도록 구비되고, 이렇게 구성됨으로써 소각로 내에서 강한 와류를 형성한다. 또한, B-B' 라인과 C-C'라인에 배치된 압축공기분사노즐(107, 107')은 서로 방향이 반대이기 때문에 그 와류의 강도가 상승하는데, 이렇게 형성된 강한 와류는 액상폐기물을 강력하게 분산시키며 공기와 혼합시켜 연소율을 향상시킬 수 있다.

한편, 소각로의 액상폐기물유입부(105) 전방에는 온도센서(102)와 다이옥신감지센서(103)가 구비되어 버너(101)에서 발생하는 불꽃으로 인한 소각로 전반부의 온도 및 상기 소각로 전반부에 존재하는 다이옥신의 농도를 감지한다. 또한, 압축공기유통부(106)와 안전뚜껑(109) 사이에 구비되는 온도센서(102')와 압력센서(104)는 압축공기분사노즐(107, 107')에서 분사되는 압축공기로 인하여 액상폐기물이 잘 분산되어 소각되는지를 체크하는데, 상기 소각로 중반부의 온도 및 압력에 따라 압축공기유통부(106)로 공급되는 압축공기의 양 및 액상폐기물유입부(105)에서 투입되는 액상폐기물의 양을 제어하게 된다. 또한, 소각로 후반부의 배가스배출부(108) 부근에 구비되는 다이옥신감지센서(103')와 압력센서(104')는 배가스에 함유된 다이옥신이 배출허용치 내에 있는가의 여부 및 압력을 확인하여 배가스를 처리하는 별도의 후단처리공정에서 필요한 조치들을 취할 수 있도록 한다.

한편, 상기 소각로 내부 압력이 허용치 이상으로 증가하게 되면 폭발의 우려가 있으므로 압력을 조절할 필요가 있으며, 압력의 자동조절을 위하여 스프링의 힘을 이용한 안전뚜껑(109)을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 안전뚜껑(109)은 소각로 내의 압력 허용치와 동일하게 설정된 스프링의 탄성력에 의하여 소각로를 밀폐하고 있다가, 소각로 내의 압력이 설정된 스프링의 탄성력보다 높아질 경우 뚜껑이 미세하게 개방되면서 내부의 압력을 낮추게 된다. 이때, 액상폐기물의 연소가 완료되는 시점인 소각로 후반부에 안전뚜껑을 구비하여야 오염물질의 누수를 방지할 수 있다.

한편, 본 소각로는 액상폐기물을 완전연소시킬 수 있도록 설계되었지만, 소각에 필요한 에너지소모량을 더욱 절감하기 위하여 액상폐기물 자체를 투입하기 보다는 액상폐기물을 증발농축하여 증발된 폐수증기만을 투입하는 것이 바람직하며, 또한, 상기 폐수증기 내에 포함된 수분의 함량이 낮을수록 에너지 소모는 더욱 절감된다.

도면과 명세서에 기재된 내용은 본 고안의 예시적인 설명으로서, 이는 단지 본 고안을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 청구범위에 기재된 본 고안의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 액상폐기물용 소각로는 압축공기의 분사 로 인한 와류를 형성하여 액상폐기물이 분산되어 압축공기와 혼합된 형태로 소각될 수 있도록 하여 소각로에서 소모되는 연료의 양을 대폭 절감할 수 있게 하는 유용한 효과를 제공한다.

또한, 종래의 액상폐기물 소각을 위하여 필요한 불꽃의 온도보다 낮은 온도의 불꽃으로도 액상폐기물의 완전연소를 달성할 수 있으므로 소각로 내부의 구성부품들의 내열성이 종래보다 낮아지더라도 소각로의 기능을 모두 수행할 수 있도록 하여 소각로제작비용을 절감할 수 있다.

한편, 본 고안의 고안자가 제안한 액상폐기물처리방법 및 그 시스템에서 본 고안에 의한 액상폐기물용 소각로가 적용될 경우 수분 함유량이 최소화된 폐수증기가 액상폐기물유입부로 투입되므로 에너지소모를 최소화할 수 있으며, 또한, 배가스배출부로 배출되는 배가스의 폐열을 이용하여 액상폐기물을 폐수증기와 슬러지로 분리하는데 사용되는 증기를 재생산할 수 있으므로 전체적인 시스템의 에너지효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 내열벽으로 둘러싸여 구성되는 로의 내부에서 액상폐기물을 소각하기 위한 소각로에 있어서,

   액상폐기물이 유입되는 액상폐기물유입부;

   소각로 내부에 와류를 발생시켜 투입된 액상폐기물을 분산하여 완전연소되도록 중심축에서 일정한 경사를 이루며 압축공기를 분사하는 다수개의 압축공기 분사노즐;

   에어컴프레셔에서 공급되는 압축공기를 유입하는 압축공기유입부;

   상기 압축공기유입부를 통하여 유입된 공기가 상기 다수개의 압축공기 분사노즐로 이동할 수 있도록 하는 압축공기유통부;

   소각로 내부의 압력이 과다하게 상승하는 것을 방지하기 위한 안전뚜껑;

   소각이 완료된 배가스를 배출하기 위한 배가스배출구;

   소각로 내의 온도와 압력 및 다이옥신농도를 측정하기 위한 센서;

   상기 센서의 감지신호에 의하여 연료투입량을 조절하며 소각로 내부에 불꽃을 공급하는 버너;

   를 포함하며,

   상기 압축공기 분사노즐은,

   중심축에서 시계방향으로 경사를 이루며 상기 버너에 가깝게 배치되는 제1분사노즐군;

   상기 제1분사노즐군에서 상기 배가스배출구 방향으로 이격되어 구비되고, 중심축에서 반시계방향으로 경사를 이루며 상기 배가스배출구에 가깝게 배치되는 제2분사노즐군;

   으로 이루어지는 것을 특징으로 하는

   액상폐기물용 소각로.

Images