KR20070077232A

KR20070077232A - 폐기물 소각장치

Info

Publication number: KR20070077232A
Application number: KR1020060006622A
Authority: KR
Inventors: 호형철
Original assignee: 호형철; (주)도성에스코
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2007-07-26
Also published as: KR100810985B1

Abstract

본 발명은 산업폐기물등을 연소시키는 소각장치에 관한 것으로, 특히 폐기물이 착화되어 연소되는 1차연소실(1)내부에 외부의 공기를 상측 공기공급관(9)의 노즐(9a)과 하측 공기공급관(10)의 노즐(10a)을 통하여 선회토출시켜 폐기물과 공기의 혼합이 충분히 이루어지게 하는 한편, 연소공기의 체류시간을 연장하여 연소효율을 높이고, 그 연소공기를 다시 2차연소실(12)내에서 버너(15)로써 재연소시켜 완전연소시키며, 연소공기를 열교환기(24)를 통과시키면서 온수를 생성한다.

폐기물, 소각, 공기, 선회토출, 체류시간, 열교환기

Description

폐기물 소각장치{ Incinerator of wastes }

도 1은 본 발명에 따른 소각장치의 개략적인 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 소각장치의 연소실에 설치된 공기공급관의 배치구조를 도시한 개략적인 측면도,

도 3은 도 2의 "A-A"선 단면도로서, 공기공급관과 그 노즐의 구조를 도시한 부분 확대단면도,

도 4는 본 발명에 따른 소각장치의 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 소각장치의 열교환기 설치구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 1차연소실 3: 투입구

5: 화격자 6: 재받이

7: 송풍기 9,10: 공기공급관

9a,10a: 노즐 12: 2차연소실

13: 연통관 15: 버너

17: 덕트 19: 냉각수조

20: 사이클론 21: 집진실

22: 흡입팬 24: 열교환기

25: 가스관 26: 하부 연통부

27: 상부 연통부 28: 물재킷

30: 세정집진기 32: 세정수 분사노즐

34: 데미스터 36: 연돌

B: 베이스

본 발명은 산업폐기물, 일반폐기물 또는 폐유기용제 등을 소각하는 소각장치에 관한 것으로, 특히 고체연료를 사용하고 난연성폐기물의 연소효율을 높여서 배출가스의 분진 또는 유해가스의 함유율을 저감하고 배출가스에서 배출되는 악취를 제거하는 소각장치에 관한 것이다.

산업폐기물과 같은 난연성 피소각물을 소각하는 데 사용되는 소각장치는 일반적으로 피소각물질을 연소시켜 소각하는 소각로와, 소각로에서 피소각물질이 연소될 때 발생하는 연소가스에 포함된 분진 등을 원심력으로 포집하는 원심분리 집진기(예컨대, 사이클론)와, 상기 원심분리 집진기를 통과한 배출가스에 잔류하는 분진을 집진하며 동시에 배출가스의 온도를 저하시키는 세정집진기를 포함하고 있 다.

상기 종래의 일반적인 소각장치는 연소실에서 폐기물을 연소시킬 때 발생하는 연소가스가 연소실내에서 충분한 시간동안 연소되지 못하고 곧바로 상승하여 배출되게 되어 있어 불완전연소가스가 외부로 배출되는 단점이 있었다. 불완전연소가스에는 여러가지 유해한 성분과 입자가 포함되어 있으므로 대기를 오염시키는 심각한 문제를 유발한다.

또한 종래의 소각장치는 높은 열을 포함한 연소가스를 그대로 외부로 방출함으로써 대기온도를 상승시키는 요인이 될 뿐아니라 에너지를 낭비하는 결과를 초래한다.

이에 본 발명은 상기 종래의 소각장치가 가진 단점을 해소하여 폐기물을 완전연소시켜 불완전연소에 의한 유해성분을 효과적으로 제거할 수 있고, 연소가스의 폐열을 활용할 수 있는 소각장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 연소가스의 폐열을 이용하여 온수를 생성할 수 있는 소각장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 폐기물을 연소시키는 연소실을 1차연소실과, 상기 1차연소실에 연통되어 1차연소실에서 발생한 연소가스를 재연소시켜 완전연소시키는 2차연소실로 구성하고, 상기 1차연소실에는 외부공기를 공급하여 폐기물의 연소를 촉진시키는 한편, 외부공기가 1차연소실내안으로 선회토출되 도록 외부공기를 상하 양방향으로 공급하여 연소가스의 1차연소실 내 체류시간을 연장시킴으로써 연소효율을 높이도록 구성한 것에 특징이 있다.

또한 본 발명은 연소실에서 폐기물의 연소과정중 발생하는 연소가스를 열교환기를 통과시켜 온수를 생성하도록 구성한 것에 특징이 있다.

특히 본 발명은 구성장치들을 하나의 베이스위에 고정설치하여 적은 공간에설치할 수 있도록 된 것에 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 소각장치의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 소각장치의 구조를 개략적으로 도시한 정면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소각장치는 폐기물을 1차연소시키는 1차연소실(1)과, 상기 1차연소실(1) 내부 연소가스에 외부공기를 공급하여 연소를 촉진시키는 한편, 외부공기가 1차연소실내안으로 선회토출되도록 외부공기를 상하 양방향으로 공급하여 연소가스의 1차연소실 내 체류시간을 연장시키는 송풍기(7)와, 상기 1차연소실(1)의 연소가스를 유입시켜 버너(15)로써 재연소시킴으로써 1차연소실(1)에서 불완전 연소된 가스를 완전연소시키는 2차연소실(12)과, 2차연소실(12)에서 배출되는 연소가스를 유도하는 연소가스 덕트(17)와, 상기 연소가스 덕트(17)를 수냉하여 내부를 통과하는 연소가스를 냉각시키는 연소가스 냉각수조(19)와, 상기 연소가스 덕트(17)를 통과한 연소가스를 내부에서 선회시키면서 그 원심력으로 연소가스에 포함된 분진을 분리하는 사이클론(20)과, 상기 사이클론(20)을 통과한 연소가스를 물재킷의 물과 열교환시킨 후 통과킴으로써 폐열을 이용하여 온수를 생성하는 열교환기(24)와, 상기 열교환기(24)를 거쳐 배출되는 연소가스를 유입시켜 세정수를 분무함으로써 사이클론(20)에서 분리되지 않은 미세한 입자의 분진과 유해가스를 분리하는 세정집진기(30)와, 상기 세정집진기(30)를 통과한 배출가스중 수분을 제거하는 데미스터(34)(demist)를 포함한다.

상기 1차연소실(1), 냉각수조(19), 사이클론(20) 등의 구성장치들은 일체로 운반가능하게 모두 1개의 베이스(B)위에 고정설치되거나 프레임으로 지지되어 설치된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 1차연소실(1)은 전면 측벽에 폐기물을 투입하는 투입구(3)가 도어로 개폐가능하게 구비되어 있고, 하부에는 폐기물을 얹어 지지하는 화격자(5)가 설치되어 있다. 상기 화격자(5)는 구동기구로써 상하 요동하게 될 수도 있다. 이렇게 화격자(5)를 구동시키면 화격자위에 얹힌 폐기물을 골고루 연소시킬 수 있다.

또 1차연소실(1) 내부에서 폐기물을 연소시킬 때 연소를 촉진시키기 위하여 1차연소실 내부로 공기를 공급하게 되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 송풍기(7)가 외부의 공기를 흡입하여 1차연소실(1)의 양측 측벽에 각각 상하 복열로 설치된 공기공급관(9,10)안으로 공급하고, 공기공급관(9,10)는 각각 복수개의 노즐(9a,10a)을 통하여 공기를 1차연소실(1) 내부로 분사하여 폐기물의 연소를 촉진시키게 된다.

상기 공기공급관(9,10)은 도 3에 도시한 바와 같이, 1차연소실(1)의 양쪽 측 벽에 각각 복열로 구비되고, 각 측벽의 공기공급관(9,10)들은 각 노즐(9a,10a)을 통하여 서로 대향하게 공기를 분사하되, 상측에 배치된 공기공급관(9)의 각 노즐(9a)은 일정한 각도(α)만큼 아래쪽을 향하게 구비되고, 하측에 배치된 공기공급관(10)의 각 노즐(10a)은 수평방향에 대하여 일정한 각도(β)만큼 위쪽을 향하여 공기를 분사하게 구비되어 있다. 이로써 상측 공기공급관(9)의 노즐(9a)을 통하여 공기는 아래쪽으로 분사되는 동시에 하측 공기공급관(10)의 노즐(10a)을 통해서는 공기가 상향 분사되어 1차연소실(1)내부에서는 공기가 선회하면서 연소가스를 체류시키게 된다. 이렇게 1차연소실(1)에서는 공기가 선회토출되면서 연소가스를 체류시킴에 따라 연소가스는 공기와 충분한 혼합이 이루어져 연소효율이 높아 지게 된다. 또한 고온의 연소과정중 악취를 열분해시켜 제거하고 폐기물을 단시간에 연소시키게 된다.

2차연소실(12)은 도 1에 도시된 바와 같이, 1차연소실(1)의 위쪽에서 상방향으로 연장된 연통관(13)을 통하여 1차연소실(1)의 내부와 연통되고, 일측벽에 내부로 화염을 제공하는 버너(15)가 설치된다. 이러한 2차연소실(12)에는 1차연소실(1)에서 폐기물이 연소되어 발생하는 연소가스가 유입되어 버너(15)에서 제공되는 화염으로 재연소됨으로써 1차연소실(1)에서 배출되는 연소가스에 포함된 연소되지 않은 가스가 완전연소된다.

상기 2차연소실(12)은 덕트(17)를 통하여 사이클론(20)의 상부와 연결되어 2차연소실에서 연소되어 배출되는 연소가스는 사이클론(20)안으로 유입된다. 상기 덕트(17)는 냉각수조(19)를 하향 경사지게 통과하면서 그 내부를 통과하는 연소가 스를 일정한 온도로 냉각시킨다.

덕트(17)를 통하여 사이클론(20)안으로 유입되는 연소가스는 사이클론(20)의 내벽을 따라 선회하여 배출된다. 이때 연소가스에 포함된 상대적으로 무거운 입자형태의 분진은 원심력에 의해 분리되어 하부 집진실(21)에 포집된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 사이클론(20)에서 분진이 분리된 연소가스는 흡입팬(22)에 의해 열교환기(24)를 통과하면서 온수를 생성한 다음 세정집진기(30)안으로 유입된다. 열교환기(24)는 직립상태로 배열되고, 하단은 하부 연통부(26)에서 서로 연통되어 상기 사이클론(20)의 상부와 연통되며, 상단은 상부 연통부(27)에서 서로 연통되어 흡입팬(22)의 입구와 연결된 복수개의 가스관(25)과, 상기 복수개의 가스관(25)들을 한꺼번에 둘러싸며 내부에는 물을 충전한 물재킷(28)으로 이루어진다. 상기 흡입팬(22)의 출구는 상기 세정집진기(30)에 연결된다.

상기한 구성에 의해 흡입팬(22)은 사이클론(20)에서 배출되는 연소가스를 열교환기(24)의 가스관(25)안으로 흡입하고, 가스관(25)을 통과하는 연소가스는 물재킷(28)의 물과 열교환하여 온수를 생성한 다음 세정집진기(30)안으로 유입된다.

상기 세정집진기(30)는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상단에 세정수 분사노즐(32)이 설치되어 세정수 공급펌프(도시생략)에서 공급되는 세정수를 하부로 분사함으로써 사이클론(20)과 열교환기(24)를 거쳐 유입된 연소공기의 잔류 분진 및 유해가스를 흡수분리하게 된다.

상기 세정수 분사노즐(32)의 상부에는 데미스터(34)가 설치되어 세정집진기를 통과한 연소가스에 포함된 수분을 제거한다. 상기 세정집진기(30)의 상단에는 연소가스를 배출하는 연돌(36)이 연결되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 소각장치의 작동을 설명한다.

폐기물을 1차연소실(1)에 넣고 착화시켜 연소시키면서 송풍기(7)를 구동하여 공기공급관(9,10)의 노즐(9a,10a)을 통하여 1차연소실(1)내부에 공기를 주입한다. 1차연소실(1)에서 폐기물이 연소되면서 발생하는 연소가스는 상측 공기공급관(9)을 통하여 하향분사되는 공기와 하측 공기공급관(10)을 통하여 상향분사되는 공기에 의해 1차연소실(1)에서 체류하는 시간이 연장되면서 충분히 연소된다. 폐기물이 연소되고 남은 재는 화격자(5)의 하부에 구비된 재받이(6)에 낙하한다.

1차연소실(1)의 연소가스는 상측에 배치된 2차연소실(12)로 유입되어 높은 온도를 유지한 상태로 그 측벽에 설치된 버너(15)의 화염에 의해 재연소됨으로써 1차연소실(1)에서 미연소된 부분이 완전히 연소된다.

2차연소실(12)에서 완전히 연소된 연소가스는 덕트(17)를 통하여 냉각수조(19)를 통과하여 냉각된 후 흡입팬(22)에 의해 사이클론(20)내부로 유입된다. 사이클론(20)로 유입되는 연소가스는 사이클론(20)의 내벽을 따라 선회하므로 그 원심력에 의해 분진은 낙하하여 하부 집진실(21)에 축적되고, 연소가스는 열교환기(24)의 가스관(25)을 거치면서 외부의 물과 열교환하여 온수를 만든 후, 세정집진기(30)안으로 유입된다.

세정집진기(30)에서는 위쪽에서 낙하하는 세정수로써 연소가스에 포함된 미세한 분진과 SOx, 염화수소 등의 유해가스성분을 제거한다. 세정집진기(30)에서 세 정수와 접촉하면서 함유한 수분은 데미스터(34)에서 제거된 후 연돌(36)을 통하여 외부로 배출된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 소각장치는 폐기물이 1차연소실내부에 충분한 공기혼합으로 높은 연소율로 연소되고 더우기 연소가스는 선회토출되는 공기에 의해 1차연소실내부에서 체류하는 시간이 길어져 충분한 연소가 이루어진 후, 다시 2차연소실에서 고온의 열분해과정을 거치므로 완전연소는 물론 악취를 제거한다.

그리고 본 발명은 배출가스의 열을 이용하여 온수를 생성함으로써 에너지효율이 높은 장점이 있다.

Claims

폐기물을 연소하는 연소실과, 연소가스에 포함된 미세한 미연소입자와 분진을 원심력으로 분리하는 사이클론(20) 및 연소가스에 포함된 유해가스를 세정수로써 분리해내는 세정집진기(30)를 포함한 폐기물 소각장치에 있어서,

상기 연소실은 폐기물을 착화시켜 1차연소시키는 1차연소실(1)과 1차연소실(1)에서 생성되는 연소가스를 유입시켜 재연소시킴으로써 완전연소시키는 2차연소실(12)로 이루어지고, 상기 1차연소실(1)내부로 외부의 공기를 공급하는 복수개의 공기공급관(9,10)이 상기 1차연소실(1)의 내벽에 상하측에 각각 복열로 구비되고, 상측의 공기공급관(9)에는 하향경사지게 형성된 복수개의 노즐(9a)이 구비되며, 하측의 공기공급관(10)에는 상향 경사지게 형성된 복수개의 노즐(10a)이 구비되어 1차연소실(1)에 공급되는 공기를 선회토출시키는 동시에 1차연소실(1)내부의 연소가스의 체류시간을 연장하도록 된 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각장치.
제1항에 있어서, 상기 사이클론(20)과 연통되어 연소가스를 통과시키는 복수개의 가스관(25)과, 가스관(25)들을 둘러싸고 내부에 물을 채워 그 물을 상기 가스관(25)을 통과하는 연소가스의 폐열과 열교환하게 하는 물재킷(28)으로 이루어진 열교환기(24)를 더 포함한 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각장치.
제2항에 있어서, 상기 열교환기(24)는 상기 사이클론(20)에 인접하여 상기 가스관(25)이 상하방향으로 직립되게 배치하고, 상기 사이클론(20)을 지지한 하나의 베이스(B)위에 설치하여 컴팩트한 일체의 구조로 된 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각장치.