KR20100085554A

KR20100085554A - Rpf 고체연료 자동공급 유해가스 처리 보일러

Info

Publication number: KR20100085554A
Application number: KR1020090004905A
Authority: KR
Inventors: 김태한
Original assignee: 김태한
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2010-07-29

Abstract

본 발명은 RDF, RPF 가연성 폐기물 연료를 사용하는 보일러에 있어서 배출되는 배기가스 내의 질소산화물(NOx)을 포함한 유해가스를 제거하는 장치와 연료를 자동공급 하여 사용하는 유해가스 처리 연소보일러에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은

1)다이옥신 생성 억제의 필요조건인 충분한 고온의 연소온도를 유지하기 위하여 연료를 정량 공급하는 장치

2)고온 영역에서의 완전한 연소를 위한 연소가스의 충분한 체류시간을 유지하기 위한 연소공기 유도날개(04) 부설

3)연료공기의 양호한 혼합을 위하여 연소공기 분사(03)를 연소로 하단 중앙으로 설치, 이차 연소공기를 연로공급 슬라이드(01) 후미에 설치된 블로워(07)를 통해 외부로 누출되는 연소공기를 차단하여 연료와 동반 분사 이차 연소공기를 보충하는 장치

4)배기가스 온도 조정을 위한 난방수 입수 탱크 내부로 연돌(18)을 유턴 폐열 재활용함과 동시에 배기가스를 냉각 배출하는 장치로서 배출되는 연소가스를 집진 처리하기 위하여 입자상 모래와 소석회, 활성탄을 연돌 내부의 상단에서 하단으로 각각 동반 갈지(之)자로 낙하와 상승을 순환하며 분진과 분리 집진 황산화물(SOx) 탈황질소산화물(NOx) 흡입 등을 처리하는 특징을 갖춘 RPF 연료 자동공급 유해가스 처리 보일러이다.

RPF 고체연료 자동공급 유해가스 처리 보일러, 연료공급 슬라이드, 황산화물(SOx)탈황, 질소산화물(NOx) 흡입, 연소가스 체류시간, 배출가스 집진냉각

Description

RPF 고체연료 자동공급 유해가스 처리 보일러{ RPF Dioxin Treatment Boiler with Fuel Automatic Supply }

본 발명은 RPF, RDF 고체연료를 소각 연소할 때 발생하는 유해가스 저감장치에 관한 것으로, 상세하기는 온수보일러에 연료의 정량 자동공급 장치와, 연소공기의 체류시간을 연장하기 위하여 연소로 벽에 공기유도날개를 설치한 방법과 충분한 연소공기를 분사하여 완전연소를 유지하여 다이옥신 생성을 억제하고 소각재 분진과 황산화물(SOx)탈황과, 질소산화물(NOx) 반응을 입자상 모래와 소석회 활성탄을 직접투입 갈지(之)자로 하강 순환하며 유해물질 냉각 배출 집진을 보일러에서 직접 처리하는 방법에 관한 것이다

일반적으로 우리생활 폐기물의 처리/처분 방법으로 재활용, 열적처리, 매립처리 등이 이용되고 있으며, 정부는 환경부 공고 제2006-246호 대기환경보전법 시행규칙」일부개정 생활폐기물 고형화 연료제품(RDF, Refuse Drived Fuel)과 폐플라스틱 고형화 연료제품(RPF, Refused Plastic Fuel)의 사용시설의 배출 허용기준 신설 ,강화내용, 발전시설 및 보일러시설의 질소산화물 기준강화, 입자상 물질 배출량이 많은 먼지 기준강화, 고형화 연료제품(RDF, RPF) 사용시설 및 발전시설의 수 은 기준 시설 등 강화, 배출허용 기준은 2007년 7월 1일부터 시행하고, 그 외 배출시설은 2010년 1월1일부터 시행한다는 법적근거가 마련되어 있다

이를 위하여 일반적인 오염물질의 배출시설별 방지시설을 살펴보면 다음과 같다.

먼지 분진(PM) =여과 집진기 (Back-Filter) ;원심력 집진시설; 분사식 세정시설; 관성력 집진시설; 전기식 집진 방법

황산화물(SOx)탈황 = 흡수 탑 시설; 건식; 반 건식 방법

질소산화물(NOx)반응기= SCR ; LNB; SNCR 등 방지시설이 운용되고 있다

그러나 상기와 같은 오염물질 배출 방지시설은 전문 고정설비로 대형처리설비에 해당하며 설치비용이 많이 들며 운전비용의 고가로 유동성 경량 보일러에는 그 설비가 불가능한 단점이 있다

종래기술의 문헌정보

95.2. 국산 신기술제품 제1995-2호 과학기술처

97.5. 일본 특허등록 제2647813호 일본특허청

98.8. 국내 특허등록 제148423호 특허청

본 발명은 전술한바와 같은 종래의 유해 가스 다이옥신 처리의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 다이옥신 생성원 억제의 필요조건으로 충분한 고온의 연 소온도; 고온 영역에서의 완전한 연소를 위한 연소가스의 충분한 체류시간; 연료 또는 미연가스와 공기의 완전한 혼합으로 다이옥신 생성억제와 배출되는 유해가스의 집진 처리를 무기물 입자와 동반 반응 방법으로 새로운 구조의 제거장치를 부설하여 RPF 연료 자동공급 유해가스 처리 보일러의 배출가스 처리를 해결한 것이다.

RPF 폐합성 고분자폐기물이 연소할 때 발생하는 유해가스 미연소가스 즉 ,황산화물(SOx) 질소산화물(NOx)등 발생원인 중 연료투입 방법의 불균형을 해결하기 위한 자동정량 투입하는 단계, 연소공기 혼합을 위한 블로워의 상하 분사로 특히 상단 블로워는 연료공급시 로 내의 온도편차를 줄이고 연소가스의 외부누출을 차단하며 부족한 산소를 공급하는 단계, 연소공기의 체류시간을 연장하기위한 연료공기 유도날개를 설치 연소공기의 회전하는 단계, 연소가스 배출구연돌을 난방수 유입탱크로 유턴 통과하며 냉각되는 단계, 냉각 배출된 가스는 모래와 동반 닥트연돌 내부에 갈지(之)자로 낙하유턴하며 분진과 모래는 하단 호퍼에 낙하되며 분진은 송풍기로 분리 집진하고 모래는 다시 닥트연돌 상단으로 공급되며 재사용하는 단계 모래와 동반하강 하던 배출 가스는 유턴하여 소석회와 동반 낙하하며 탈황 되는 단계, 탈황된 배출 가스는 다시 유턴하여 활성탄과 동반낙하하며 반응 유해가스가 집진 처리되는 단계로 이루어지는 특징이 있다.

본 발명은 분사식 세정 방법에서와 같은 폐수가 발생하지 않고 이차 열분해 하는 과정이 불필요하며 백 필터 사용에서 오는 집진 회를 털어버리는 장치가 불필 요한 특징이 있어 운전비용이 절감되고 부산물의 처리비용의 절감으로 경제적이며 경량 연소 장치에 설치가 용이함으로 온수보일러, 발전용 폐열보일러, 산업용 건조로 등 폐기물 고형화 연료 사용에 공해방지 설비를 부착하여 사용이 가능하여 친환경적으로 대기오염물질 배출허용 기준 검사처리에도 용이한 장점이 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다,

도1과 도2는 온수보일러의 전체 전면도와 상위 도에 나타낸 도6의 연료공급 장치와 연소실내부 연소공기 분사 구(03)와 연소공기 유도날개(04)와 도3 유해가스 처리장치가 부설된 구조도이다.

이러한 상태의 도6의 연료공급기에서부터 도1 내부 연소실에 투입된 연료가 (03)연소공기에 의하여 강제 연소되며 분사되는 연소공기가 연소공기 유도날개 (04) 에 부딪히는 각도로 회전하며 상승 연소공기의 체류시간을 연장하여 연소되는 방법과

연소된 배출가스는 난방수 유입탱크(06) 내부로 유턴된 연돌(18)을 통과 하면서 냉각배출 되는 유해가스를 도3의 유해가스처리 닥트(35)내의 연돌(20)로 배출되는 과정에 있어서

연돌(20)내부에 설치된 분사각도 조정날개(21)에 의하여 갈지(之)자로 하강 유턴하며 통과되는 동안 배출가스 내에 함유된 분진 다이옥신 등 유해가스 집진 처리되는 과정을 살펴보면 다음과 같다

선행적으로 먼저 RPF, RDF, 고형화 연료의 일정 부피를 규격화하여 정량공급 드럼(10)에 채워지기가 원활하게 하여 연료 호퍼 내(12)의 저장된 연료를 연료공급 슬라이드(01)가 후진할 때 정량공급드럼(10) 내에 채워진 연료만 투입구(09)를 통하여 낙하하면 연료공급 슬라이드(01)의 전진으로 연소실로 연료가 투입되는 과정에 있어서

본 발명의 첨부된 도6의 RPF, RDF, 고형화 연료 자동공급기의 구조에 관하여 상세히 설명한다.

연료공급 작동을 개시하면 첨부된 도6의 연료저장 호퍼(12) 하단부에 설치된 정량공급드럼(10)과 연결된 감속 구동 모터(11)가 회전하게 된다. 이때 회전하는 모터 축에 연결된 체인기어 (08-5)와 별도의 축에 연결된 공회전 체인기어(08-6)와의 간격을 직선운동거리에 고정하고 체인을 연결, 연결된 체인의 아타지 맨트(08-3)의 돌출부에 의하여 모터 슬라이드(08)에 고정된 CF베어링(08-1)에 걸려 모터 슬라이드(08)가 전진 한다. 이때 회전하던 아타지 맨트(08-3)가 유턴하게 되면 모터 슬라이드(08)가 정지되고, 정지 되었던 모터 슬라이드(08) 하단에 고정된 CF 베어링(08-2)에 걸려 후진하는 동작이 이루어지며 정 회전으로 왕복 운동하는 특징이 있다.

일반적으로 슬라이드의 왕복운동은 모터의 역회전 운동방법과 공기의 압력으로 밸브를 통하여 왕복 운동하는 구동방법 보다 편리한 점이 많은 특징이 있다.

특히 연료공급에 있어서 연료공급량과 공급 속도가 연소속도에 알맞게 공급되어야 연소로 내의 고온 유지가 가능한 것이다. 그러기 위하여 연료 특성에 따라 연료공급 속도를 자동제어 조정하기가 편리한 장점이 있다.

상기와 같이 투입된 연료는 점화장치 (도시 안됨)가 작동하면 버너(36)의 염공을 통해서 분출되는 기화가스가 점화 투입된 연료에 점화한다.

점화 후 연소가 시작되면 버너의 기름은 차단되고 투입된 연료가 소화시간을 기준하여 연료공급 속도를 연료공급 구동 모터(11)의 속도제어에 의하여 투입되는 양과 속도를 조정하고 연료특성에 따라 연소공기 분사구(03)의 공기압을 블로워(05)의 공기흡입구의 조정으로 고온을 유지하도록 설정된 공기압으로 강제연소 한다.

연료 투입시 발생하는 로 내의 가스가 연소실 외부로 누출을 차단하기 위하여 연료공급 슬라이드(01) 후미에 블로워(07)를 설치 공급슬라이드가 왕복운동 할 때 연속적으로 공기를 분사, 외부로 방출하려는 연소공기를 차단과 동시 연소실 중앙부의 연소 공기를 보충하여 충분한 연소공기로 완전 연소를 유지하는 역할을 한다.

연소실 벽으로 설치된 연소공기유도날개 (04)의 스크류 형식의 방향을 따라 연소공기가 맴돌며 상승 연소공기의 체류시간 연장으로 완전연소로 고온을 유지 미연소에서 발생하는 매연과 유해가스 발생을 최소화한 특징을 가졌다.

완전 연소된 배기가스는 배출연돌 (18)을 난방수입수통(06)을 유턴 하며 통과하는 동안 가열된 연소공기를 급냉하여 냉각된 배출가스는 닥트연돌(20)로 통과 한다. 이때 통과하는 배출가스 내에는 연소실내의 강한 연소공기의 분사되는 압력에 의하여 소각재와 분진은 배출가스와 합께 배출된다.

연돌 (18)을 통하여 소각재와 함께 일차 냉각된 배출가스는 모래낙하연돌 (20) 상단에 설치된 상단호퍼 (19)에서 입자상 모래를 분사각도조정 날개(21)각도에 따라 하단으로 낙하 연돌 벽에 부닥치며 갈지(之)자로 도4의 상세도 와같이 낙하하며 스크린망에서 통과하는 역할을 연돌내부에서 모래의 역할로 이루어지도록 한 특징으로

낙하된 모래와 분진은 중간호퍼(23)로 모아지며 하강한다. 이때 배출가스는 유턴하여 연돌(30)로 상승하게 된다. 유의할 점은 상단 호퍼(19)와 중간 호퍼(23)에는 순환하는 모래가 항시 차 있도록 상단조정판(17)과 하단 자동조정 개폐기(37)에 의하여 상, 하단으로는 배출가스의 누출이 차단되면서 배출가스는 유턴하여 연돌(30)로 다시상승 하여 소석회 반응실로 유입 된다.

중간호파(23)로 모아지며 하강한 모래와 소각재 분진은 도5의 상세도와 같이 거리를 유지하여 하단호퍼(25)로 하강하는 동안 송풍기 (24)에 의하여 비중이 가벼운 소각재와 분진은 집진통으로 포집되고 모래는 하단 호퍼(25)로 낙하 모아져서 블로워(26)에 의하여 운반파이프(27)를 통하여 상단호퍼(19)로 재투입 순환하게 하여 연속적으로 자동으로 처리되는 시스템이다.

상기와 같은 동일한 구조와 방법으로 모래와 같은 규격의 소석회(염화나트륨도 가능)로 황산화물(SOx)탈황 흡착 처리를 연돌(28)을 갈지(之)자로 하강하며 처리되며 상기와 동일한 방법으로 질소산화물(NOx) 반응도 연돌(29)에 활성탄을 순환하게 하여 활성탄을 재사용으로 경제적으로 유해가스를 집진 처리 후 연돌(32)로 청정된 가스를 배출하는 특징으로 유해가스 방지시설이 부설된 RPF고체연료 자동공급 유해 가스 처리 보일러의 발명에 관한 것이다.

위에서 실시 예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 구체화 하였지만, 본 발명의 기술 적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 특허 청구범위 기술적 사상을 여러가지로 변형실시 하는 것도 가능하다. 따라서 특허 청구범위에 포함되는 변형 실시는 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함되며 슬라이드 장치와 분사집진 장치는 보일러에만 적용되는 것이 아니라 기타 기계동작에나 소각시설에도 적용 가능하다.

상기와 같이 공해방지시설이 부착된 연소기구의 발전용 보일러, 폐열보일러, 산업용건조로, 소성로, 화훼단지, 농어촌 등 난방비의 부담을 해소하며 매립이나 소각 처리되는 생활 폐기물을 연료화 하여 재활용함으로 국가적 이익은 물론 대기 오염 방지 시설의 과잉투자로 인한 폐단을 해소하여 친 환경적인 발명의 효과를 제공하게 될 것이다.

도1: 본 발명이 부설된 전체 단면도

도2: 본 발명이 부설된 전체 상위도

도3: 본 발명의 핵심인 분진 다이옥신 유해가스 처리 설비 단면도

도4: 본 발명의 입자상 모래 호퍼 상단 부위도

도5: 본 발명의 모래, 소석회 활성탄 호퍼 하단 부위도

도6: 본 발명의 연료공급호퍼 연료공급기의 전후 단면도

Claims

RPF 고체 연료 자동공급과 유해가스 자동 처리 보일러에 관한 것으로

연료를 정량공급을 위하여 도6의 호퍼 (12) 안에 설치된 정량공급드럼(10)의 축과 연결되어 모터 (11)축의 체인기어 (08-5)와 사용거리에 체인기어(08-6) 축을 고정, 회전 비례로 체인으로 연결 감속 모터 (11) 회전으로 연료공급 슬라이드 (01)의 왕복을 위하여 모터 슬라이드(08)의 상하에 고정된 CF베어링(08-1)과 (08-2)를 체인에 고정된 아타지 맨트(08-3)의 돌출부에 밀려 왕복 운동하는 모터 슬라이드(08) 상단에 고정된 연료공급 슬라이드(01)의 왕복 운동으로 연료 투입되는 장치
제1항에 있어서

상기 연료공급 슬라이드 (01)의 왕복 운동할 때 로 내의 연소가스 외부 유출을 차단하기 위하여 연료공급 슬라이드(01) 후면에 블로워 (07)를 설치 연소공기 보충으로 활용하는 장치
연소로 내에서 연료의 완전연소를 유도하기위하여 연소실 내부 하단 중앙부에 연소공기 분사구(03) 설치와 연소공기 유도날개(04)를 스크류 모양으로 연소로 벽으로 설치 연소가스가 맴돌며 상승하게 하여 체류시간을 연장하여 완전연소 하는 장치
배출되는 연소가스의 냉각배출을 위하여 난방수 유입탱크(06)를 온수 실 상단으로 설치 연소가스 배출연돌 (18)을 유턴하며 통과로 급냉과 폐열 재활용 하는 장치
소각재와 배출하는 연소가스와 분진의 집진처리를 위하여 도3의 닥트연돌(35)의 모래 통(20)연돌과 상단호퍼(19) 와 상단호퍼(19)에 부착된 모래하강 조정판 (17)과 모래하강 각도 조정날개(21)의 지그재그(之)자로 중간호퍼(23)로 하강 낙하하는 모래와 분진을 송풍기(24)로 분리 집진하고 분리된 모래는 하단호퍼(25)로 모아 블로워(26)의 공기압으로 상단호퍼(19)로 압송 다시 재사용하는 장치
제5항에 있어서, 상기 (20)모래통과 연돌을 갈지(之)자로 하강하며 통과하던 분진과 분리 된 배출가스는 (30)연돌을 유턴 (28)소석회 하강연돌을 갈지(之)자로 하강하면서 황산화물(SOx) 탈황 흡착 처리되며 처리된 가스는 (31) 연돌로 유턴상승하고 하강된 소석회는 재처리 순환되는 과정은 상기와 동일 한 방법으로 처리되는 장치
제5항에 있어서, 소석회를 통과 처리된 배출가스는 활성탄 연돌(29)을 통과 하면서 질소산화물(NOx)반응 처리를 상기와 같은 처리방법으로 정화되어 연돌(32)로 배출되는 장치