KR20100009283A - 암모니아가 함유된 폐가스의 소각 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 암모니아(NH3)가 함유된 폐가스의 소각 처리장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 내화재로 구성된 본체(11) 일측에 버너의 화염 분사를 위한 화염공(12)과 외측에 폐가스 주입공(13), 타측에 배출공(14) 및 내부에 장방형의 연소실(15)을 형성하되, 상기 연소실(15)은 중앙에 다수의 연결공이 관통 형성된 격벽부(20)에 의해 좌우 연소실(15a)(15b)로 구획 형성하는 제1소각로(10)와; 상기 제1소각로와 수직 연결되고 내화재로 구성된 본체(31) 상부에 추가 소각물을 투입하기 위한 투입구(32)와 하부 배출구(33) 및 내부에 장방형의 연소실(35)을 형성하는 제2소각로(30)와; 상기 제2소각로(30)의 배출구(33)에 연결되어 배출가스를 내부의 냉각수에 의해 냉각하는 냉각 용기(40)와, 상기 냉각 배출되는 배출가스에서 기체와 이물질을 포함하는 수분을 분리하는 사이크론 분리기(50) 및, 상기 수분과 이물질을 분리 배출되는 배출가스를 워터 스프레이(65)를 통과시켜 재차 냉각 및 배출가스의 이물질을 제거하는 집진기(60)로 구성하여 제공하므로서, 암모니아가 함유된 폐가스를 고온의 열분해 연소조건을 만족시켜 완전 연소를 이루어 NOX의 배출을 억제함은 물론 각종 이물질의 배출을 억제하여 청정 상태로 배출하는데 그 목적이 있다.
암모니아, 폐가스, 소각, 소각처리장치, 완전 연소, 청정, NOX

Description

암모니아가 함유된 폐가스의 소각 처리장치{APPARATUS FOR TREATING AMMONIA-CONTAINING GAS}
본 발명은 암모니아(NH3)가 함유된 폐가스의 소각 처리장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 암모니아(NH3)가 함유된 폐가스를 산소가 희박한 조건에서 고온 열분해 하여 암모니아를 N2와 H2로 분해한 후 N2는 배출하고 H2는 O2와 결합하고 일부는 소각처리하므로 NOX의 배출을 억제함은 물론 각종 이물질의 배출을 억제하여 청정 상태로 배출하는 암모니아(NH3)가 함유된 폐가스의 소각 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 석유화학공장, 반도체 공장 등에서 암모니아(NH3)가 포함된 폐액/폐가스가 다량 배출되고 있다.
이러한 암모니아(NH3)가 포함된 폐액/폐가스는 악취, 수질 악화 등으로 인해 심각한 사회 문제를 유발하고 있어 이의 처리에 많은 연구 개발을 행하고 있다.
특히, 상기 암모니아(NH3)가 포함된 폐가스를 일반적으로 소각처리하는 경우 FUEL NOX가 대량 발생하나 암모니아(NH3)를 고온(1200℃)으로 산소(O2)가 희박한 상태에서 열 분해하면 암모니아(NH3)는 N2, H2로 분해되고 이것을 다시 완전 연소시킴으로써 FUEL NOX를 발생시키지 않게 된다.
그러나 종래의 일반적인 소각설비는 폐가스의 완전 연소를 이루지 못하기 때문에 오히려 배기가스 중에 다이옥신, NOX와 같은 유해물질이 포함되어 또 다른 환경 오염의 문제를 유발하였다.
본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 암모니아(NH3)가 함유된 폐가스를 산소가 희박한 조건에서 고온 열분해 하여 암모니아를 N2와 H2로 분해한 후 N2는 배출하고 H2는 O2와 결합하고 일부는 소각처리하므로 NOX의 발생을 방지하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 버너 화염의 접촉 효율 증대 및 체류시간을 길게 확보하므로 완전 연소를 이루어 NOX의 배출을 억제함은 물론 각종 이물질의 배출을 억제하여 청정 가스를 배출하여 환경오염 문제를 방지하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 간단한 설비에 의해 암모니아가 함유된 폐가스를 완전 연소하여 처리하되, 암모니아가 함유되지 않은 일반 폐가스는 별도의 간단 연소 처리과정을 거치도록 사용하므로 사용 효율성을 극대화하는데 그 목적이 있다.
이러한 본 발명은,
내화재로 구성된 본체 일측에 버너의 화염 분사를 위한 화염공과 외측에 암모니아가 함유된 폐가스를 주입하는 주입공, 타측에 배출공 및 내부에 장방형의 연소실을 형성하되, 상기 연소실은 중앙에 다수의 연결공이 관통 형성된 격벽부에 의해 좌우 연소실로 구획하는 제1소각로와;
상기 제1소각로와 수직 연결되고 내화재로 구성된 본체 상부에 추가 소각물 을 투입하기 위한 투입구와 하부 배출구 및 내부에 장방형의 연소실을 형성하는 제2소각로와,
상기 제2소각로의 배출구에 연결되어 배출가스를 내부의 냉각수에 의해 냉각하는 냉각 용기와; 상기 냉각 배출되는 배출가스에서 기체와 이물질을 포함하는 수분을 분리하는 사이크론 분리기 및; 상기 수분과 이물질을 분리 배출되는 배출가스를 워터 스프레이를 통과시켜 재차 냉각 및 배출가스의 이물질을 제거하는 집진기;로 구성함에 그 특징이 있다.
본 발명 상기 연소실의 격벽부는 연결공이 관통 형성된 원형관 형태의 내화용 벽돌(Checker Bric)을 조적하여 형성함에 그 특징이 있다.
본 발명 상기 사이크론 분리기에서 이물질을 포함하는 수분은 회수관을 통해 냉각 용기로 회수하도록 구성함에 그 특징이 있다.
이러한 본 발명은 암모니아가 함유된 폐가스와 화염을 제1,2소각로에서 단계적으로 연소하되, 상기 제1소각로에서 산소가 희박한 조건에서 고온 열분해 하여 완전 연소를 이루므로 NOX의 배출을 억제함은 물론 각종 이물질의 배출을 억제하여 청정 상태로 배출하는 효과를 갖는 것이다.
또한, 간단한 설비에 의해 암모니아가 함유된 폐가스를 제1,2소각로에서 완전 연소하여 처리하되, 암모니아가 함유되지 않은 일반 폐가스는 제2소각로에 의해서 간단 연소 처리과정을 거치도록 사용하므로 사용 효율성을 더욱 극대화하는 효 과를 갖는 것이다.
이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
즉, 본 발명의 암모니아가 함유된 폐가스의 소각 처리장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같다.
내화재로 구성된 본체(11) 일측에 버너의 화염 분사를 위한 화염공(12)과 외측에 암모니아가 함유된 폐가스를 주입하는 주입공(13), 타측에 배출공(14) 및 내부에 장방형의 연소실(15)을 형성하되,
상기 연소실(15)은 중앙에 다수의 연결공이 관통 형성된 격벽부(20)에 의해 좌우로 구획하여 좌측 연소실(15a)에서 폐가스의 열 분해 후 우측 연소실(15b)을 통해 배출하도록 구성되는 제1소각로(10)와,
상기 제1소각로(10)와 수직 연결되고 내화재로 구성된 본체(31) 상부에 추가 소각물을 투입하기 위한 투입구(32)와 하부 배출구(33) 및 내부에 장방형의 연소실(35)을 형성하는 제2소각로(30)와,
상기 제2소각로(30)의 배출구(33)에 연결되어 배출가스를 내부의 냉각수에 의해 냉각하는 냉각 용기(40)와, 상기 냉각 배출되는 배출가스에서 기체와 이물질을 포함하는 수분을 분리하는 사이크론 분리기(50) 및, 상기 수분과 이물질을 분리 배출되는 배출가스를 워터 스프레이(65)를 통과시켜 재차 냉각 및 배출가스의 이물 질을 제거하는 집진기(60)로 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 제1소각로(10)의 좌측 연소실(15a)은 격벽부(20)에 의해 일부 차단된 구조를 이루고 있기 때문에 폐 가스의 완전 연소를 위한 고온 열분해 조건을 (1200℃, 산소(O2)가 희박한 조건) 만족하도록 구성된다.
또한, 상기 제1소각로(10)의 격벽부(20)는 연결공(26)이 관통 형성된 원형관 형태의 내화용 벽돌(Checker Bric)(25)을 조적하여 형성하도록 구성된다.
그리고 상기 사이크론 분리기(50)에서 이물질을 포함하는 수분은 회수관(55)을 통해 냉각 용기(40)로 회수하도록 구성된다.
미설명부호로서, 18, 28은 소각로(10)(30)에 마련되는 확인창을 나타내는 것이다.
다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴 보기로 한다.
본 발명은 석유화학공장, 반도체 공장 등에서 발생되는 암모니아(NH3)가 포함된 폐가스를 완전 연소하여 청정 상태로 배출하도록 하는 것이다.
먼저, 제1소각로(10)의 본체(11) 일측에서 미 도시된 버너에 의해 화염공(12)을 통해 연소실(15), 특히 좌측 연소실(15a)에 분사하게 된다.
이 상태에서 상기 제1소각로(10)의 본체(11)의 주입공(13)을 통해 암모니아(NH3)가 포함된 폐가스를 투입하여 연소작동을 행하게 된다.
이때 상기 제1소각로(10)의 좌측 연소실(15a)은 연결공(26)이 관통 형성된 원형관 형태의 내화용 벽돌(Checker Bric)(25)을 조적 형성한 격벽부(20)에 의해 일부 차단된 공간으로 형성되어 있다.
따라서, 상기 제1소각로(10)의 좌측 연소실(15a)에 분사되는 화염 및 암모니아(NH3)가 포함된 폐가스는 좌측 연소실(15a)에서 고온 열분해 조건을 (1200℃, 산소(O2)가 희박한 조건) 확보하고 열 접촉 효율을 극대화함과 함께 화염이 정체되어 고온 상태로 가열하게 되므로 암모니아의 완전분해를 이루게 되는 것이다.
이와 같이 상기 제1소각로(10)의 좌측 연소실(15a)에서 암모니아(NH3)를 완전 분해한 폐가스는 일부가 격벽부(20)를 통해 우측 연소실(15b)로 천천히 배출되게 된다.
이때 상기 격벽부(20)의 내화용 벽돌(Checker Bric)(25)에 형성된 연결공(26)을 통과하는 화염과 폐가스는 다시 한번 상호 열 접촉 효율에 의해 연소 효율을 높이게 되는 것이다.
이와 같이 격벽부(20)를 통해 우측 연소실(15b)로 배출된 화염과 폐가스는 다시 연소과정을 거친 후 상기 제1소각로(10)와 수직 연결되는 제2소각로(30)의 연소실(35)로 배출되게 된다.
이와 같이 상기 제2소각로(30)의 연소실(35)로 배출된 화염과 폐가스는 다시 연소과정을 거치게 되는데, 이때 상기 제2소각로(30)에서는 본체(31) 상부에 투입구(32)를 통해 암모니아가 포함되지 않는 폐가스나 기타 소각물을 투입하여 연소과정을 거치게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명은 암모니아(NH3)가 포함된 폐가스를 제1,2소각로에서 고 온 열분해 조건을 맞추어주어 연소 및 접촉을 다단계에 걸쳐 행하므로 완전 연소를 이루어 NH3가 N2와 H2로 열 분해되어 배출되되, 상기 H2는 O2와 결합되어 소각수를 방출하게 된다.
그 밖에 연소과정에서 각종 분진 등의 이물질을 발생하게 된다.
또한, 암모니아(NH3)가 포함되지 않은 폐가스는 제2소각로에 의해 완전 연소를 이루게 되는 것이다.
이와 같이 제2소각로(30)를 통한 연소과정에서 배출되는 청정 가스, 분진과 같은 이물질, 소각수 등은 본체(31) 하부의 냉각 용기(40)를 통과하면서 냉각수에 의해 냉각 및 이물질을 여과하여 배출하게 된다.
그리고 상기 냉각 용기를 거친 배출가스는 다시 사이크론 분진기(50)에서 청정가스와 분진과 같은 이물질, 소각수 등을 분리하여 청정가스는 별도 배출하고 분진과 같은 이물질, 소각수 등은 회수관(55)을 통해 냉각 용기로 회수하게 되는 것이다.
그리고 상기 사이크론 분진기(50)를 통해 배출되는 청정 가스는 다시 집진기(60)의 워터 스프레이(65)를 통과하면서 재차 냉각 과정과 함께 배출가스의 이물질을 반복 여과하여 청정 상태로 상온의 배출가스를 배출하게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 폐가스 소각 처리장치는 제1소각로(10) 만을 이용하더라도 전술한 바와 같이 화염과 암모니아(NH3)가 포함된 폐가스를 연소실에서 충분한 체류시간 확보로 열 접촉 효율을 극대화함과 함께 화염이 정체되어 고온 상태로 가열하게 되므로 완전 연소를 이루게 되므로 청정 상태로 배출할 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 보여주는 구성도.
도 2는 본 발명 제1소각로의 구성을 보여주는 확대 구성도.
도 3은 도 2의 요부 측 단면도.
도 4는 본 발명 내화용 벽돌을 보여주는 사시도.
도 5는 본 발명의 작동 상태도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10: 제1소각로 11: 본체
12: 화염공 13: 주입공
14: 배출공 15: 연소실
20: 격벽부 25: 내화용 벽돌
15a,15b: 좌우 연소실
30: 제2소각로 31: 본체
32: 투입구 33: 배출구
35: 연소실 40: 냉각용기
50: 사이크론 분리기 55: 회수관
60: 집진기 65: 워터 스프레이

Claims (4)

  1. 폐가스를 소각처리하는 장치에 있어서,
    내화재로 구성된 본체(11) 일측에 버너의 화염 분사를 위한 화염공(12)과 외측에 암모니아가 함유된 폐가스를 주입하는 주입공(13), 타측에 배출공(14) 및 내부에 장방형의 연소실(15)을 형성하되,
    상기 연소실(15)은 중앙에 다수의 연결공이 관통 형성된 격벽부(20)에 의해 좌우로 구획하여 좌측 연소실(15a)에서 폐가스의 열 분해 후 우측 연소실(15b)을 통해 배출하도록 구성되는 제1소각로(10)와,
    상기 제1소각로(10)와 수직 연결되고 내화재로 구성된 본체(31) 상부에 추가 소각물을 투입하기 위한 투입구(32)와 하부 배출구(33) 및 내부에 장방형의 연소실(35)을 형성하는 제2소각로(30)와,
    상기 제2소각로(30)의 배출구(33)에 연결되어 배출가스를 내부의 냉각수에 의해 냉각하는 냉각 용기(40)와, 상기 냉각 배출되는 배출가스에서 기체와 이물질을 포함하는 수분을 분리하는 사이크론 분리기(50) 및, 상기 수분과 이물질을 분리 배출되는 배출가스를 워터 스프레이(65)를 통과시켜 재차 냉각 및 배출가스의 이물질을 제거하는 집진기(60)로 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 암모니아가 함유된 폐가스의 소각 처리장치.
  2. 폐가스를 소각처리하는 장치에 있어서,
    내화재로 구성된 본체(11) 일측에 버너의 화염 분사를 위한 화염공(12)과 외측에 암모니아가 함유된 폐가스를 주입하는 주입공(13), 타측에 배출공(14) 및 내부에 장방형의 연소실(15)을 형성하되,
    상기 연소실(15)은 중앙에 다수의 연결공이 관통 형성된 격벽부(20)에 의해 좌우로 구획하여 좌측 연소실(15a)에서 폐가스의 열 분해 후 우측 연소실(15b)을 통해 배출하도록 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 암모니아가 함유된 폐가스의 소각 처리장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연소실(15)의 격벽부(20)는 연결공(26)이 관통 형성된 원형관 형태의 내화용 벽돌(Checker Bric)(25)을 조적하여 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 암모니아가 함유된 폐가스의 소각 처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사이크론 분리기(50)에서 이물질을 포함하는 수분은 회수관(55)을 통해 냉각 용기(40)로 회수하도록 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 암모니아가 함유된 폐가스의 소각 처리장치.
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