KR20080071297A - 공해물질 배출 방지용 소각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 폐기물을 소각하는 장치에 관한 것이다.

이 같은 본 발명은, 하나의 소각로에 다수의 정화탱크를 직접 연결하는 한편, 각각의 정화탱크내에 수막(크고 작은 물방울)을 지속적으로 형성시키는 물분사구를 형성한 것으로서, 수직으로 세워져 있는 분사관의 물분사구를 통해 물이 일정 물줄기를 유지하며 분사되면 이 물줄기가 정화탱크의 내벽면에 부딪혀 미세 물방울 형태로 부서지면서 정화탱크 내부에 가득 체워지게 된다. 따라서 정화탱크의 하부로 부터 유입되는 매연은 정화탱크의 높이에 해당하는 수심을 통과하여 상부로 이동하는 효과를 가져오게 되는 것이며 이 과정에서 매연에 포함되어 있는 분진과 각종의 유해성분이 물방울에 흡착되어 물방울과 함께 자유 낙하되고, 깨끗이 정화된 기체만이 정화탱크 상부 배출관을 통해 대기중으로 배출되는 것이어서 그 정화 용량을 현저히 높일 수 있게 된다. 본 발명은 또한 소각로의 투입구측에 스팀막을 형성하는 별도의 가열부(오일버너)를 두어, 소각로의 폐기물 연소시 발생되는 배기가스가 소각로의 투입구측을 통해 재순환시켜 연소효율을 보다 향상시키게 된다.

소각로, 배기가스, 매연, 분진, 물방울, 정화탱크, 폐수탱크, 가스이송관

Description

공해물질 배출 방지용 소각장치 {Incineration apparatus for preventing emission}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소각장치의 평면 개략도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소각장치에 있어 소각조의 상세도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소각장치에 있어 정화탱크의 구조를 보인 종단면 개략도.

도 4는 본 발명의 다른실시예로 소각실의 상측에 수증기 발생실과 혼합실을 구성한 상태도.

도 5는 정화탱크의 평면 구조를 보인 도 3의 횡단면 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10; 소각조 10a; 메인버너

11; 가열실 11a,13a,81a; 내화벽돌

12; 소각실 13; 투입관

14a,14b; 제 1,2 그물망 15; 보조버너

16; 분산판 18; 분사노즐

20; 메인 배기관 21,22; 제 1,2 배출관

21a; 차폐도어 23; 압력조절관

24; 휀 30; 분기관

40; 정화탱크 41; 중화수 공급관

42; 제 1 탱크 43; 제 2 탱크

43b; 필터 47a; 물분사구

44; 관로 45; 격자판

46,72; 워터펌프 47; 분사관

50; 스팀실 60; 가스 이송관

70; 폐수탱크 71; 폐수 이송관

73; 밸브 74; 폐수 리턴관

75; 수압모터 81; 수증기 발생실

82; 분리막 82a; 증기폭발구

83; 혼합실

본 발명은 각종 폐기물을 소각하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부를 향해 개방된 소각로의 배출관으로 항상 청결하게 정화된 배기가스만이 배기되도록 한 공해물질 배출 방지용 소각장치에 관한 것이다.

일반적으로 소각로는, 음식쓰레기와 같은 일반 폐기물 또는 폐타이어나 비닐류 등의 산업폐기물을 소각하여 그 부피를 최소화함으로써, 환경오염을 유발하는 매립 폐기물의 량을 감소시키기 위한 용도로 제공된다.

또한, 상기 소각로에서 발생되는 열에너지는 난방 및 발전용으로 이용될 수 있어, 에너지의 효율적인 이용이라는 측면과 함께 지역주민의 쾌적한 생활 환경을 유지하는데 도움을 주는 긍정적인 측면도 가졌다.

따라서, 최근에는 아파트 단지나 빌딩 밀집지역에서 대형의 집단 소각시설을 설치하여 운영하는 등, 그 설치량이 점차 늘어나고 있는 추세이다.

상기한 종래의 소각시설은 폐기물의 연소와 함께 발생되는 다량의 분진(그을음) 및 유해가스를 정화시킬 수 있도록 그 일측에 별도의 배기가스 정화장치를 부설함이 보편적이었으며, 이같은 정화장치는 내측에 구비된 필터의 여과능력으로 소각로의 배기가스를 정화하는 것이었다.

그러나, 소각시설에 적용되는 종래의 정화장치는 그 정화기능을 필터의 여과능력에 전적으로 의존하는 것이므로, 그 정화력에 한계를 드러내고 있는 것이었다. 즉, 상기 필터는 배기가스에 포함된 각종 분진(그을음)을 단순하게 걸러내는 역할밖에 수행하지 못하며, 또한 이러한 필터는 비교적 큰 부피의 분진(그을음)은 어느 정도 걸러낼 수 있지만, 미세한 크기의 분진이나 기체 상태인 유해가스에 대해서는 충분한 여과력을 발휘하지 못하였다.

이에 따라, 상기 정화장치를 통과한 소각로의 배기가스에는 미처 정화되지 못한 다량의 유해물질이 함유되며, 이렇게 유해물질을 함유한 배기가스가 소각로의 배출관을 통해 외부로 배출되어 환경오염 물질로 작용하는 것이었다.

또한, 종래의 소각로는 폐기물의 연소시 발생된 배기가스를 정화장치의 내부 로 바로 주입시키는 방식이므로, 배기가스가 불완전 연소된 다량의 폐기물을 내포한체 정화장치에 그대로 유입되는 문제점이 유발되었다.

다시 말해, 폐기물의 연소시 발생되는 배기가스에는 불완전연소된 분진 및 그을음이 다량 내포된 상태이며, 이렇게 재연소가 요구되는 폐기물질을 내포한 배기가스는 소각로의 하부에서 작용하는 열풍 등으로 인해 정화장치로 신속하게 유입되는 것이었다.

그러므로, 불완전 연소되어 오염도가 비교적 심한 폐기물질로 인해 정화장치의 필터 기능이 빠르게 저화되는 결과를 가져올 뿐만 아니라, 이로 인하여 필터를 자주 교체하게 되어 작업상의 번거로움 및 경제적인 낭비를 초래하였다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하고자 제안된 것으로서, 하나의 소각로에 다수의 정화탱크를 직접 연결하는 한편, 각각의 정화탱크 내에는 수막(물방울)을 형성하는 물분사구를 다단으로 형성한 것으로, 이를 통해 소각로에서 발생하는 배기가스의 분진과 그을음, 그리고 유해성분이 각각의 정화탱크를 통과시 모두 걸러지도록 하여 외부를 향해 개방된 소각로의 배출관으로 항상 청결한 배기가스 만이 배기되도록 함은 물론, 그 정화의 용량을 높이는 공해 물질 배출 방지용 소각장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

다시 말해, 수직으로 세워져 있는 분사관의 물분사구를 통해 물이 일정 물줄기를 유지하며 분사되면 이 물줄기가 정화탱크의 내벽면에 부딪혀 미세 물방울 형태로 부서지면서 정화탱크 내부에 가득 채워지게 됨으로서, 정화탱크의 하부로부터 유입되는 매연은 정화탱크의 높이에 해당하는 수심을 통과하여 상부로 이동하는 효과를 가져오게 되는 것이며 이 과정에서 매연에 포함되어 있는 분진과 각종의 유해성분이 물방울에 흡착되어 물방울과 함께 자유 낙하되고, 깨끗이 정화된 기체만이 정화탱크 상부 배출관을 통해 대기중으로 배출되도록 하여 정화능력을 현저히 높일 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소각로의 투입구측에 스팀막을 형성하는 별도의 가열부(오일버너)를 두어, 소각로의 폐기물 연소시 발생되는 배기가스가 소각로의 투입구측을 통해 외부로 역류하는 것을 방지함은 물론, 그 배기가스를 소각로의 내측으로 재차 순환시키면서 연소효율을 보다 향상시킬 수 있도록 하려는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 공해 물질 배출 방지용 소각장치는, 메인버너가 수용되는 가열실의 상부에 내화벽돌로 감싸진 소각실(약 1400℃)이 설치되고, 그 소각실의 측부에 폐기물 투입을 위한 투입관이 마련되는 소각조; 상기 소각조의 소각실에서 연장 구성되고 폐기물 소각에 따른 배기가스와 그 분진을 배출하는 메인 배기관; 상기 메인 배기관으로부터 분기되는 다수의 분기관; 상기 다수 분기되는 각각의 분기관에 연결되고, 내부 공간에는 필터와 중화수 공급관을 통해 공급이 이루어지는 중화수를 분사하는 물분사구가 설치되는 다수의 정화탱크; 상기 소각실의 외부면에 소각실의 소각온도(약 1400℃)가 전달되도록 결합되어 소정온도(약 500℃)의 스팀을 발생시키고, 상기 스팀을 통해 정화탱크로부터 정화되어 배출되는 배기가스를 가열하여 오염물질은 침전시키고 대기중으로 오염이 제거된 순수 수증 기만을 배출시키는 스팀실; 상기 다수의 정화탱크로부터 정화된 배기가스를 각각 상기 스팀실로 안내하는 가스 이송관; 및, 상기 다수의 정화탱크와 폐수 이송관으로 연결되고, 상기 폐수 이송관을 통해 정화탱크로부터 배출되는 폐수를 저장하는 폐수탱크; 를 포함한다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소각장치의 평면 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소각장치에 있어 소각조의 상세도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소각장치에 있어 정화탱크의 구조를 보인 단면 개략도를 도시하고 있는 것이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예로 소각실의 상측에 수증기 발생실과 혼합실을 구성한 상태도, 도 5는 정화탱크의 평면 구조를 보인 도 3의 횡단면 예시도를 각각 도시하고 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소각장치는 소각조(10), 메인 배기관(20), 분기관(30), 정화탱크(40), 스팀실(50), 가스 이송관(60), 그리고 폐수탱크(70)를 포함한다.

상기 소각조(10)는 메인버너(10a)가 수용되고 내화벽돌(11a)로 감싸진 가열실(11)과, 상기 가열실(11)의 상부에 소정의 온도(약 1400℃)까지 온도 상승이 이루어져 폐기물을 소각하는 소각실(12)로 분할되는 구조물로, 상기 소각실(12)의 측부에는 폐기물 투입을 위한 투입관(13)이 설치된다.

이 같은, 상기 가열실(11)과 소각실(12)의 사이에는 다단의 구조물로서 제 1,2 그물망(14a)(14b)이 소정의 간격을 두고 이격되게 설치되고, 이들 제 1,2 그물망(14a)(14b)은 서로 다른 메쉬를 가지도록 구성된다.

다시 말해, 상기 소각실(12)에 근접되는 제 1 그물망(14a)은 그 메쉬가 상기 제 2 그물망(14b)의 메쉬보다 크게 구성하여, 상기 소각실(12)에서의 폐기물에 대한 소각이 이루어질 때 발생하는 분진을 1차 필터링하고, 상기 제 2 그물망(14b)은 1차 필터링된 분진이 가열실(11)로 유입되지 않도록 2차 필터링의 기능을 하도록 구성하는 것이다.

상기 소각실(12)의 측부에는 폐기물 투입을 위한 투입관(13)이 설치되는데, 상기 투입관(13)은 내화벽돌(13a)로 감싸지도록 구성된다.

그리고, 상기 내화벽돌(13a)로 감싸진 투입관(13)의 일단에는 메인버너(10a)에 의해 온도상승이 이루어진 상기 소각실(12)내의 온도를 보다 상승시키기 위한 보조버너(15)가 설치되고, 상기 투입관(13)의 타단에는 상기 보조버너(15)의 가열에 따른 열기를 분산시켜 투입관(13)내의 선단부위에서 스팀막을 형성시켜 소각실(12)에서의 폐기물 소각시 매연이나 분진이 투입관(13)을 통해 외부로 누출되는 것을 차단하는 분산판(16)이 설치 구성된다.

또한, 상기 가열실(11)의 일단에는 폐수연결구(17)가 설치되고, 상기 폐수 연결구(17)에는 가열실(11)의 내측으로 소각실(12)에서의 폐기물 소각시 그 소각이 소량의 수분을 함유하면서 빠르게 진행되도록 상기 가열실(11)내에 상기 폐수탱크(70)에서 배출하는 소량의 폐수를 주기적으로 공급하는 분사노즐(18)이 설치 구성된다.

상기 메인 배기관(20)은 상기 소각조(10)의 소각실(12)에서 연장되는 것으로, 상기 소각실(12)에서의 폐기물 소각에 따른 배기가스와 그 분진을 상기 분기관(30)을 통해 다수의 정화탱크(40)로 각각 배출하도록 구성되며, 제 1,2 배출관(21)(22)과 압력조절관(23), 그리고 휀(24)을 포함한다.

상기 제 1 배출관(21)은 소각실(12)로부터 연장 구성되는 것으로, 그 일측끝단부는 개방되며, 상기의 개방구에는 제 1 배출관(21)내에 쌓인 오염물질을 외부로 제거할 수 있도록 수동 개폐가 이루어지는 차폐도어(21a)가 설치 구성된다.

상기 제 2 배출관(22)은 제 1 배출관(21)에서 분기되는 것으로, 상기 제 1 배출관(21)을 통해 배출되는 배기가스와 분진 등을 분기관으로 안내하며, 상기 배기 가스와 분진 등이 강제적인 순환방식에 의해 이루어지도록, 상기 제 2 배출관에는 상기 휀(24)이 설치 구성된다.

상기 압력조절관(23)은 상기 제 1,2 배출관(21)(22)에 양단이 연결되는 것으로, 상기 소각실(12)에서의 소각동작으로부터 소정압력의 배기가스가 제 1,2 배출관(21)(22)으로 유입될 때, 상기 제 1,2 배출관(21)(22)내의 압력이 급격하게 상승하는 것을 억제하도록 구성된다.

상기 분기관(30)은 그 일단이 상기 메인 배기관(20)의 제 2 배출관(22)으로부터 다수 분기되는 것으로, 상기와 같이 다수 분기된 분기관(30)의 타단은 각각 정화탱크(40)에 연결되도록 구성된다.

상기 정화탱크(40)는 상기 다수 분기되는 분기관(30)을 통해 상기 소각조(10)와 동일한 지면상에 위치하는 다수의 구조물로서, 상기 분기관(30)을 통해 유입되는 배기가스를 정화하도록 그 내부 공간에 필터와 중화수 공급관(41)을 통해 공급이 이루어지는 중화수를 분사하는 물분사구가 동일하게 설치 구성된다.

즉, 상기 정화탱크(40)는 중화수를 저장하는 제 1 탱크(42)와 필터링 기능의 제 2 탱크(43)로 분할 구성되는 것으로, 상기 제 1 탱크(42)에는 중화수 공급관(41)이 연결되는 제 1 연결구(42a), 분기관(30)이 연결되는 제 2 연결구(42b), 그리고 후술하는 폐수 이송관(71)이 연결되는 제 3 연결구(42c)는 물론, 오물수거구(42d)를 포함한다.

여기서, 상기 제 1 탱크(42)에는 상기 중화수 공급관(41)을 통해 중화수의 공급이 이루어질 때 그 수위를 조절하기 위한 수위조절수단(미도시)이 설치되며, 상기 수위조절수단은 플로우트 스위치 또는 전자적인 수위센서를 선택적으로 적용할 수 있는 것이다.

상기 제 2 탱크(43)는 소정의 직경을 가진 관로(44)를 통해 상기 제 1 탱크(42)와 분할 구성되며, 상면에는 가스 이송관(60)과 연결되는 제 4 연결구(43a)가 구성되고, 그 내부에는 필터(43b)와 물분사구(47a)를 갖는 분사관(47)이 연장 형성되어 상기 제 2 연결구(42b)를 통해 유입되는 배기가스를 정화시키도록 구성된다.

이때, 상기 물분사구(47a)는 중화수 분사를 통해 수막을 형성하여 제 2 탱크(43)의 내부로 유입되는 배기가스를 1차 정화하도록 상기 제 1 탱크(42)의 하측에서 상기 관로(44)를 통해 제 2 탱크(43)내에 유입되는 분사관(47)에 소정의 간격을 두고 다단 배열되는 구조를 이룬다.

상기 필터(43b)는 상기 다단의 물분사구(47a)를 통해 1차 정화된 배기가스를 2차 정화한 후 이를 상측의 제 4 연결구(43a)를 통해 가스 이송관(60)으로 안내하는 것으로, 상기 제 2 탱크(43)의 상측에 적어도 하나 이상 구성되며, 이는 바람막이와 물분사구(47a)에서의 중화수 분사시 그 중화수가 제 4 연결구(43a)를 통해 가스 이송관(60)으로 유입되지 않도록 차단하는 기능을 수행하게 된다.

이때, 상기 분사관(47)에는 제 1 탱크(42)에 저장된 중화수를 물분사구(47a)로 펌핑하기 위한 워터펌프(46)가 연결 설치된다.

상기 스팀실(50)은 상기 소각실(12)의 소각온도(약 1400℃)에 따라 소정온도(약 500℃)의 스팀을 발생하도록 상기 소각실(12)의 외부면에 결합되며, 상기 스팀을 통해 정화탱크(40)로부터 정화되어 배출되는 배기가스를 상기 가스 이송관(60)을 통해 유입받아 이를 가열하여, 배기가스에 함유되는 오염물질은 침전시키고 대기중으로는 오염이 제거된 순수 수증기만을 배출시키도록 구성된다.

상기 가스 이송관(60)은 상기 각각의 정화탱크(40)로부터 정화된 배기가스가 상기 스팀실(50)로 리턴되어 재연소가 이루어지도록 안내하는 것으로, 상기 정화탱크(40)를 이루는 제 2 탱크(43)의 제 4 연결구(43a)와 스팀실(50)의 연결구(미도시)에 양단이 연결되도록 구성된다.

상기 폐수탱크(70)는 다수의 정화탱크(40)와 폐수 이송관(71)을 통해 연결되어, 상기 폐수 이송관(71)을 통해 정화탱크(40)의 제 1 탱크(42)로부터 배출되는 폐수를 저장하도록 구성되며, 상기 폐수 이송관(71)에는 워터펌프(72), 그리고 정화탱크(40)에서의 폐수 배출을 제어하도록 개폐되는 밸브(73)가 구성된다.

이때, 상기 폐수탱크(70)의 일단에는 내부의 폐수를 외부로 배출하기 위한 폐수 리턴관(74)이 구성되고, 상기 폐수 리턴관(74)은 가열실(11)의 폐수 연결구(17)에 연결되며, 상기 폐수 리턴관(74)에는 소각실(12)에서 폐기물의 소각시 수분을 함유하여 그 소각이 빠르게 진행될 수 있도록 상기 가열실(11)로 폐수탱크(60)내의 폐수를 일정량 주기적으로 공급하는 수압모터(75)가 구성된다.

여기서, 상기 메인버너(10a), 보조버너(15), 분사분사구(18), 휀(24), 분사구(43c), 워터펌프(46)(72), 그리고 밸브(73)와 수압모터(75)는 폐기물 처리를 위한 프로그램이 탑재되는 별도의 제어장치에 의해 그 동작이 순차적으로 제어되는 것으로, 본 발명에서는 상기 제어장치에 대한 설명을 생략하였으며, 이와 동시에 전원공급에 대한 설명도 생략하기로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 실시예에 대한 작용을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 소각실(12)에 메인버너(10a)를 작동하여 소각로의 온도를 약 800℃까지 상승시킴으로서 소각에 필요한 온도를 유지시킨 다음, 소각조(10)의 투입관(13)에 형성되는 도어(미도시)를 열어 소각실(12)내에 폐기물을 투입한다.

이에 따라, 상기 메인버너(10a)의 화염이 상기 소각실(12)로 전달되면서, 상기 소각실(12)은 소정의 온도(약 1400℃)까지 가열된다.

이때, 상기 가열실(11)은 내화벽돌(11a)에 의해 감싸진 상태이므로, 상기 메인버너(10a)의 방출열이 외부로 발산되지 않게 되고, 상기 소각실(12)에 가해지는 열이 지속적으로 가중되어 매우 고온(약 1400℃)을 유지하게 된다.

즉, 상기 가열실(11)은 섭씨 약 1400℃의 고온상태를 유지하게 되며, 내화벽돌(11a)의 열차단 기능에 의해 상기 소각실(12)의 내부는 소각이 끝나고 나서 별도의 열을 가하지 아니하더라도 12시간 이상 고온을 유지하게 된다.

더불어, 내화벽돌(13a)로 내부면이 덮혀진 투입관(13)의 일측단에는 보조버너(15)가 형성되어 있고, 상기 투입관(13)의 타측단에는 분산판(16)이 형성되어 있으므로, 상기 보조버너(15)를 순차적으로 가열시킨다.

그러면, 상기 보조버너(15)의 화염은 분산판(16)으로 부딪히면서 확산되어, 상기 투입관(13)의 내측 선단부위에 스팀막을 형성하게 되고, 이에 따라 상기 소각실(12)의 내부 온도는 더욱 상승하게 됨은 물론, 상기 메인버너(10a)의 가열동작으로부터 발생하는 화염으로부터 폐기물의 소각이 이루어질 때, 상기 폐기물의 소각에 따른 배기가스와 분진 등은 상기 스팀막에 의해 투입관(13)을 통해 외부로 역류되지 않게 된다.

한편, 상기와 같이 메인버너(10a)와 보조버너(15)의 화염으로부터 발생하는 고온 고압에 의해 폐기물의 소각이 이루어져 완전 연소가 이루어지면, 상기 소각 처리되는 폐기물에서는 소량의 배기가스와 그 분진이 발생하게 된다.

이때, 상기 소각실(12)은 가열실(11)의 상측에 위치하므로, 상기의 분진은 가열실(11)로 낙하되지만, 상기 낙하되는 분진은 상기 가열실(11)과 소각실(12)의 사이에 마련된 서로 다른 메쉬를 가진 제 1,2 그물망(14a)(14b)에 의해 걸러지면서, 상기 가열실(11)로는 분진의 유입이 차단된다.

더불어, 상기 가열실(11)의 일단에는 페수탱크(70)의 폐수 리턴관(74)이 연 결되는 폐수 연결구(17)가 형성되고, 상기 가열실(11)의 내측 폐수 연결구(17)에는 분사분사구(18)이 구성되는데, 이로 인해 상기 분사분사구(18)에서 가열실(11)내에 폐수탱크(70)의 폐수를 일정량 분사하면, 상기 소각실(12)에 위치하는 폐기물에는 소정량의 수분이 함유되고, 이에 따라 상기 폐기물은 그 소각이 보다 빠르게 진행될 수 있게 되는 것이다.

다음으로, 상기 소각실(12)내의 폐기물이 소각되면서 분진과 배기가스가 발생할 때, 상기 소각실(12)로부터 연장 구성되는 메인 배기관(20)의 제 2 배출관(22)에 마련된 휀(24)이 가동되어, 상기 분진과 배기가스를 강제 흡입하게 되는 것으로서, 상기 소각실(12)에서 발생하는 분진과 배기가스는 제 1 배출관(21)을 통해 제 2 배출관(22)으로 강제 유입이 이루어짐과 동시에, 상기 제 2 배출관(22)으로부터 다수 분기되는 분기관(30)을 통해, 상기 소각조(10)와 동일한 지면상에 배열되는 다수의 정화탱크(40)로 그 흐름이 안내된다.

이때, 상기 제 1,2 배출관(21)(22)은 압력조절관(23)에 의해 그 연결이 이루어지도록 하였는 바, 상기 소각실(12)의 온도 상승으로부터 상기 제 1,2 배출관(21)(22)내의 압력이 상승할 때, 상기의 압력은 상기 압력조절관(23)의 단면적에 의해 조절될 수 있는 것이다.

다음으로, 상기 정화탱크(40)에서는 상기 분기관(30)을 통해 분진과 배기가스의 유입이 이루어질 때 이를 정화하고, 상기 정화가 이루어진 배기가스를 다시 가스 이송관(60)을 통해 상기 소각조(10)의 소각실(12) 외부면에 결합되어 있는 스팀실(50)로 안내하게 된다.

즉, 상기 정화탱크(40)의 제 1 탱크(42)로 유입되는 분진 및 배기가스가 좁은 폭의 관로(44)를 통해 제 2 탱크(43)로 유입될 때, 상기 제 1 탱크(42)로부터 제 2 탱크(43)로 연장 구성되는 분사관(47)에서는 워터펌프(46)의 펌핑동작으로부터 상기 제 1 탱크(42)내에 저장된 중화수를 펌핑한 후 이를 다층 구조를 이루는 물분사구(47a)로 안내한다.

여기서, 상기 중화수는 배기가스의 분진과 유해가스를 분해시키도록 염화나트륨과 이산화탄소 등의 용액을 사용한 것이다.

그러면, 상기 다층 구조를 이루는 물분사구(47a)에서는 일정 물줄기를 유지하며 중화수를 분사하여 이 물줄기가 제 2 탱크(43)의 내벽면에 부딪혀 미세 물방울 형태로 부서지면서 제 2 탱크(43) 내부에 가득 채워지게 되고, 상기 물방울을 통한 다층의 수막에 의해 제 2 탱크(43)의 내부로 유입되는 배기가스의 분진에는 수분이 함유되면서 그 중량이 증가되어 다시 좁은 폭의 관로(44)를 통해 제 1 탱크(42)로 낙하되면서 1차 정화가 이루어진다.

따라서, 상기 다층의 수막을 통과하는 배기가스에는 분진을 포함하지 않게 되면서, 이는 다시 제 2 탱크(43)의 상측 인접부에 미세구멍이 조밀하게 천공된 금속 또는 합성수지 재질로 된 격자판(45)과 상기 격자판(45) 하부에 부직포 등으로 된 필터(43b)를 거치면서 정화가 이루어지고, 상기 제 2 탱크(43)의 상측에 마련된 제 4 연결구(43a)에 연결되는 가스 이송관(60)을 통해 스팀실(50)로 안내되는 것이다.

또한, 상기 필터(43b)는 제 2 탱크(43) 내부에 수용되는 물방울의 상승작용 에 의해 항상 젖은 상태를 유지하게 되므로 배기가스의 유해입자는 물론 미쳐 걸러지지 않은 미세한 분진의 통과까지도 효과적으로 필터링하게 된다.

이때, 상기 스팀실(50)은 상기 소각실(12)내의 온도(약 1300∼1400℃)에 의해 소정온도(약 500℃)의 스팀을 발생하는 상태이므로, 상기 스팀을 통해 정화탱크(40)로부터 정화되어 배출되는 배기가스가 유입될 때, 상기 배기가스를 가열하여 배기가스에 함유되는 오염물질은 스팀실(50)의 바닥면으로 침전시키고, 대기중으로는 오염이 제거된 순수 수증기만을 배출시키게 되는 것이다.

한편, 상기 제 2 탱크(43)에서 1차 정화에 사용되는 중화수는 좁은 폭의 관로를 통해 제 1 탱크(42)로 낙하될 때, 상기 오염된 중화수는 폐수탱크(70)로 저장되는데, 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 제 1 탱크(42)에는 제 3 연결구(42c)가 구성되고, 상기 제 3 연결구(42c)에는 폐수탱크(70)의 폐수 이송관(71)이 연결되며, 상기 폐수 이송관(71)과 다수를 이루는 제 1 탱크(42)들의 사이에는 밸브(73)가 형성되어 있는 것으로서, 상기 밸브(73)들이 선택적으로 또는 모두 개방되는 경우, 상기 폐수 이송관(71)에 설치된 워터펌프(72)의 펌핑동작으로부터 상기 제 1 탱크(42)들에 저장되는 폐수는 모두 폐수탱크(70)로 저장될 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 폐수탱크(70)에 마련된 폐수 리턴관(74)에는 수압모터(75)가 구성되어 있으므로, 상기 수압모터(75)의 구동이 이루어지면, 상기 폐수 리턴관(74)을 통해 소각조(10)의 가열실(11)로 일정량의 폐수가 공급되고, 상기의 폐수는 가열실(11)에 구비된 분사분사구(18)에 의해 분사되면서, 앞서의 설명과 같이 소각 실(12)에 넣어진 폐기물에는 일정량의 수분이 함유되고, 이에따라 상기 폐기물의 소각시간은 수분이 없는 상태의 폐기물 소각시간보다 빠르게 진행시킬 수 있는 것이다.

더불어, 상기 제 1 탱크(42)에는 오물수거구(42)가 형성되어 있으므로, 상기 오물수거구(42d)를 통해 상기 제 1 탱크(42)내의 오물을 수거할 수 있음은 물론, 상기 소각실(12)로부터 연장 구성되는 메인 배기관(20)의 제 1 배출관(21)에서 차폐도어(21a)를 개방하여, 상기 제 1 배출관(21)내의 오물을 수거하면, 다음의 폐기물 처리 작업을 다시 진행시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 4는 본 발명의 다른실시예로, 이는 소각실(12)로부터 연장 구성되는 내화벽돌로 이루어진 제 1 배출관(21)의 둘레면에 물보충이 이루어진 수증기 발생실(81)을 구성하고, 상기 수증기 발생실(81)의 상측에는 증기폭발구(82a)을 가진 분리막(82)을 통해 공간 분할이 이루어지면서 가스이송관(60)을 통해 정화탱크(40)와 연결되는 혼합실(83)을 구성한 것이다.

즉, 본 발명의 다른실시예는 소각실(12)의 소각온도(약 1300∼1400℃)에 따라 내화벽돌로 이루어지는 제 1 배출관(21)내의 온도 상승이 이루어질 때, 상기 상승된 온도로부터 상기 제 1 배출관(21)의 둘레면을 감싸는 수증기 발생실(81)내에 보충된 물은 상기 제 1 배출관(21)내의 온도상승으로부터 가열이 이루어져 물의 증발이 이루어진다.

이때, 상기 물의 증발로부터 발생하는 수증기는 분리막(82)의 증기폭발구(82a)를 통해 가스이송관(60)에 의해 정화탱크(40)와 연결되는 혼합실(83)로 안 내되는 것이고, 상기 혼합실(83)에서는 상기 증기폭발구(82a)를 통해 유입되는 수증기를 이용하여, 상기 정화탱크(40)로부터 정화되어 배출되는 배기가스를 상기 가스 이송관(60)을 통해 유입받아 이를 가열하게 되고, 이에 따라 상기 혼합실(83)에서는 배기가스에 함유되는 오염물질은 침전시키고 대기중으로는 오염이 제거된 순수 수증기만을 배출시키게 되는 것이다.

즉, 상기 혼합실(83)의 내측 벽면에는 증기폭발구(82a)를 통해 유입되는 수증기의 충돌이 발생하면서 분쇄가 이루어져, 상기 혼합실(83)의 내부에는 물방울(수막)로 체워지는 것이므로, 상기 가스 이송관(60)을 통해 혼합실(83)로 배기가스가 유입될 때, 상기 물방울보다 상대적으로 그 중량이 가벼운 배기가스는 상기 혼합실(83)의 상측으로 올라가고, 반대로 상기 물방울은 그 무게로 인해 혼합실(83)의 하부로 내려오면서, 상기 물방울과 배기가스는 서로 충돌을 하게 된다.

이때, 상기 배기가스에 함유되는 그을림 유독가스, 다이옥신 등의 모든 오염물질은 상기 물방울에 의해 젖게 되면서 그 중량이 무거워지고, 이에따라 상기 물방울과 함께 혼합실(83)의 하측으로 낙하가 이루어지며, 상기 오염물질이 제거되는 배기가스(담청색의 연기)는 혼합실(83)의 상측으로 그 이동이 빨리 진행되면서 대기중으로는 오염이 완전 제거된 순수 수증기만이 배출되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 하나의 소각로에 다수의 정화탱크를 직접 연결하는 한편, 각각의 정화탱크내에 수막(크고 작은 물방울)을 지속적으로 형성시키는 물분사구를 형성한 것으로서, 수직으로 세워져 있는 분사관의 물분사구 를 통해 물이 일정 물줄기를 유지하며 분사되면 이 물줄기가 정화탱크의 내벽면에 부딪혀 미세 물방울 형태로 부서지면서 정화탱크 내부에 가득 체워지도록 한 것이며, 따라서 정화탱크의 하부로 부터 유입되는 매연은 정화탱크의 높이에 해당하는 수심을 통과하여 상부로 이동하는 효과를 가져와 이 과정에서 매연에 포함되어 있는 분진과 각종의 유해성분이 물방울에 흡착되어 물방울과 함께 자유 낙하되고, 깨끗이 정화된 기체만이 정화탱크 상부 배출관을 통해 대기중으로 배출되는 것이어서 그 정화 용량을 현저히 높일 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 또한, 소각로의 투입구측에 스팀막을 형성하는 별도의 가열부(오일버너)를 두어, 소각로의 폐기물 연소시 발생되는 배기가스가 소각로의 투입구측을 통해 외부로 역류하는 것을 방지함은 물론, 그 배기가스를 소각로의 내측으로 재차 순환시키면서 연소효율을 보다 향상시키는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (11)

1. 메인버너가 수용되는 가열실의 상부에 내화벽돌로 감싸진 소각실이 설치되고, 그 소각실의 측부에 폐기물 투입을 위한 투입관이 마련되는 소각조;

   상기 소각조의 소각실에서 연장 구성되고 폐기물 소각에 따른 배기가스와 그 분진을 배출하는 메인 배기관;

   상기 메인 배기관으로부터 분기되는 다수의 분기관;

   상기 다수 분기되는 각각의 분기관에 연결되고, 내부공간에는 필터와 중화수 공급관을 통해 공급되는 중화수를 분사하는 물분사구가 설치되는 다수의 정화탱크;

   상기 소각실의 외부면에 소각실의 소각온도가 전달되도록 결합되어 소정온도의 스팀을 발생시키고, 상기 스팀을 통해 정화탱크로부터 정화되어 배출되는 배기가스를 가열하여 오염물질은 침전시키고 대기중으로 오염이 제거된 순수 수증기만을 배출시키는 스팀실;

   상기 다수의 정화탱크로부터 정화된 배기가스를 각각 상기 스팀실로 안내하는 가스 이송관; 및,

   상기 다수의 정화탱크와 폐수 이송관으로 연결되고, 상기 폐수 이송관을 통해 정화탱크로부터 배출되는 폐수를 저장하는 폐수탱크; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 소각실과 가열실 사이에는 소각실에서의 폐기물 소 각시 발생하는 분진이 가열실로 유입되지 않도록 필터링하는 제 1,2 그물망이 적층 구성되는 것을 특징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 그물망은 그 메쉬가 제 2 그물망의 메쉬보다 크게 구성되는 것을 특징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 가열실의 일단에는 폐수연결구를 설치하고, 상기 폐수 연결구에는 가열실의 내측으로 소각실에서의 폐기물 소각시 그 소각이 소량의 수분을 함유하면서 빠르게 진행되도록 가열실내에 소량의 폐수를 주기적으로 공급하는 분사분사구이 설치되는 것을 특징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 소각조의 투입관은 내화벽돌로 구성하되, 상기 내화벽돌로 이루어진 투입관의 일단에는 상기 소각실내의 소각온도를 상승시키는 보조버너를 설치 구성하고, 상기 투입관의 타단에는 보조버너의 가열에 따른 열기를 분산시켜 투입관내의 선단부위에서 스팀막을 형성시켜 소각실에서의 폐기물 소각시 매연이나 분진이 투입관을 통해 외부로 누출되는 것을 차단하는 분산판을 설치 구성하는 것을 특징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 배기관은 소각실로부터 연장 구성되고 일측끝단부에 차폐도어가 설치되는 제 1 배출관; 상기 제 1 배기관에서 분기되어 소각으 로부터 발생하는 배기가스와 분진 등을 분기관으로 안내하는 제 2 배출관; 및, 상기 제 1,2 배출관으로 연결되고, 상기 제 1,2 배출관내의 압력을 조절하는 압력조절관; 을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 배출관에는 소각실에서의 폐기물 소각시 발생하는 배기가스와 분진 등을 분기관으로 강제 배출시키기 위한 휀이 설치되는 것을 특징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 정화탱크는,

   중화수 공급관이 연결되는 제 1 연결구와 분기관이 연결되는 제 2 연결구 및 폐수 이송관이 연결되는 제 3 연결구를 가지고, 중화수를 저장하는 제 1 탱크;

   상기 제 1 탱크의 상측으로 소정 직경의 관로를 통해 연결되면서 상측으로는 가스 이송관과 연결되는 제 4 연결구를 가지고 그 내부에 필터와 분사구이 형성되어 상기 분기관을 통해 유입되는 배기가스를 정화시키는 제 2 탱크; 로 분할 구성하고,

   상기 분사구은 다단의 수막을 형성하여 제 2 탱크의 내부로 유입되는 배기가스를 1차 정화하도록 제 1 탱크의 하측에서 상기 관로를 통해 제 2 탱크내에 유입되는 분사관에 소정의 간격을 두고 다단 배열하며,

   상기 필터는 상기 다단의 분사구을 통해 1차 정화된 배기가스를 2차 정화하도록 제 2 탱크의 상측에 다단으로 구성하고,

   상기 분사관에는 제 1 탱크에 저장된 중화수를 분사구로 펌핑하기 위한 워터펌프가 설치되는 것을 특징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 필터는 바람막이와 분사구에서의 중화수 분사시 그 중화수가 제 4 연결구를 통해 가스 이송관으로 유입되지 않도록 차단하기 위해 하부의 부직포로 된 필터와, 미세 홀이 천공된 금속 또는 합성수지로 이루어지며 상기 부직포 필터 상부에 위치하는 격자판의 2층 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 폐수탱크와 연결되는 폐수 이송관에는 워터펌프, 그리고 정화탱크에서의 폐수 배출을 제어하도록 개폐되는 밸브가 구성되고, 상기 폐수탱크의 일단에는 가열실의 폐수 연결구에 연결되는 폐수 리턴관을 두되, 상기 폐수 리턴관에는 가열실로 소량의 폐수를 일정하게 공급하기 위해 온/오프 구동하는 수압모터가 구성되는 것을 특징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 소각실로부터 연장 구성되는 내화벽돌로 이루어진 제 1 배출관의 둘레면에 물보충이 이루어진 수증기 발생실을 구성하고,

    상기 수증기 발생실의 상측에는 증기폭발구을 가진 분리막을 통해 공간 분할이 이루어지면서 가스이송관을 통해 정화탱크와 연결되는 혼합실을 구성한 것을 특 징으로 하는 공해물질 배출 방지용 소각장치.

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