KR20110016307A - 브라운가스를 이용한 폐수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수를 안개 상태로 분무하는 예열로와 안개화된 폐수를 가열하여 열분해시키는 소각로를 병행 설치함으로써, 장치를 소형화 할 수 있으며 상기 소각로의 열기를 예열로에 송풍하여 폐수가 예열되도록 하면 열분해효율이 향상되는 브라운가스를 이용한 폐수 처리장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 브라운가스를 이용하여 폐수를 소각시키는 폐수처리장치에 있어서, 폐수탱크와 연결된 폐수노즐이 상부에 마련된 예열로와 브라운가스 발생기와 연결된 토치가 하부에 마련된 소각로가 나란히 병행설치되어 하단의 연결통로로 연결되고, 상기 예열로의 상부에는 상기 폐수노즐에서 분사되는 폐수를 스팀 상태로 예열하는 열풍노즐이 상기 소각로와 컴프레셔로 연결되며, 상기 소각로의 내부에는 상기 토치로 가열되는 적열체가 다단으로 구비되어 폐수를 순간 가열에 의해 열분해시키는 특징이 있다.

토치, 폐수노즐, 열풍노즐, 적열체, 브라운가스 발생기

Description

브라운가스를 이용한 폐수 처리장치{Waste Water treatment system using Brown gas}

본 발명은 브라운가스를 이용한 폐수 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐수를 안개 상태로 분무하는 예열로와 안개화된 폐수를 가열하여 열분해시키는 소각로를 병행 설치하여 장치를 소형화 할 수 있으며, 상기 소각로의 열기를 예열로에 송풍하여 폐수가 예열되도록 함으로써, 열분해효율이 향상되도록 한 브라운가스를 이용한 폐수 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 브라운가스란 브라운가스발생기에서 생산되는 완전무공해 연료를 말하며, 물의 구성비 그대로 수소와 산소가 2 : 1의 비율로 혼합된 상태의 혼합가스를 말한다. 고도의 전기분해기술에 의한 물의 해리작용으로 생성되는 브라운가스는 자체산소에 의해 완전연소되는 이상적인 혼합기체로서 임플로젼 현상에 의해 브라운가스만의 독특한 연소특성을 나타내어 6000℃ 까지 온도가 상승되므로 폐기물을 소각처리하여 다이옥신 같은 유해물질을 완전연소시킬 수 있어서 최근에 소각로에 많이 사용되고 있다.

산업용 또는 가정용 폐수의 경우 수분이 90% 이상이므로 이를 소각하기 위해 선 먼저 폐수를 안개 상태로 분무한 뒤 이를 고열로 소각시켜야 된다.

그러나 이러한 폐수를 소각처리하는 기술이 현재 제안된 바 없으므로 대부분 혐기성 소화조 같은 미생물분해법에 의해 폐수를 고도처리하고 있으므로 처리시간이 많이 걸리고 처리장치를 소형화할 수 없는 단점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 폐수를 안개 상태로 분무하는 예열로와 안개화된 폐수를 가열하여 열분해시키는 소각로를 병행 설치함으로써, 장치를 소형화 할 수 있으며 상기 소각로의 열기를 예열로에 송풍하여 폐수가 예열되도록 하면 열분해효율이 향상되는 브라운가스를 이용한 폐수 처리장치를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 브라운가스를 이용하여 폐수를 소각시키는 폐수처리장치에 있어서, 폐수탱크와 연결된 폐수노즐이 상부에 마련된 예열로와 브라운가스 발생기와 연결된 토치가 하부에 마련된 소각로가 나란히 병행설치되어 하단의 연결통로로 연결되고, 상기 예열로의 상부에는 상기 폐수노즐에서 분사되는 폐수를 스팀 상태로 예열하는 열풍노즐이 상기 소각로와 컴프레셔로 연결되며, 상기 소각로의 내부에는 상기 토치로 가열되는 적열체가 다단으로 구비되어 폐수를 순간 가열에 의해 열분해시키는 특징이 있다.

본 발명에 따르면 폐수를 안개 상태로 분무하는 예열로와 안개화된 폐수를 가열 소각하는 소각로를 병행설치하여 하나의 유자형 유로를 갖도록 한 것이므로 장치를 소형화할 수 있어서, 산업현장에 적용하기 편리하다.

또한 소각로의 열기 일부를 상기 예열로에 송풍하여 안개화된 폐수를 가열시키면 폐수가 스팀 상태로 상변화되어 소각로에 진입되므로 폐수의 열분해성이 향상되어 완전연소에 의한 폐수처리가 가능하고 다이옥신 같은 오염물질이 배출되지 않는 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 처리장치의 계통도로써, 내부가 내화벽돌 같은 내열재로 둘러싸인 원통형의 예열로(10)와 소각로(20)가 병행설치되고, 하부는 하나의 연결통로(12)로 통해 있으며, 하단에는 낙진제거 스크류(11)가 배치되어 폐수의 소각중에 발생되는 낙진을 정기적으로 배출 제거한다.

상기 예열로(10)의 상단 중앙에는 폐수노즐(30)이 구비되어 폐수탱크(31)와 펌프(32)로 연결되며 분당 80ℓ의 폐수를 60bar의 압력으로 분사한다. 상기 폐수노즐(30)은 폐수를 마이크로포그(micro fog) 형태로 분무하여 작은 안개, 큰 안개 및 작은 안개의 3단 형태로 폐수가 퍼지도록 하여 넓은 면적에 순간적으로 폐수를 분산시킨다. 또한 상기 예열로(10)의 상단 중앙에는 상기 폐수노즐(30)을 감싸는 열풍노즐(50)이 구비되어 상기 소각로(20)의 흡열구(52)와 컴프레셔(51)로 연결된다. 상기 열풍노즐(50)은 약 60bar의 압력으로 1000℃의 열풍을 예열로(10)에 공급하여 3단 형태로 넓게 퍼진 안개같은 폐수를 스팀이 되도록 가열시킨다.

그리고 상기 소각로(20)의 하단 양측에는 토치(40)가 구비되어 브라운가스 발생기(41)와 역화방지기(42)를 통하여 연결된다. 상기 브라운가스 발생기(41)는 물을 전기분해하여 수소와 산소가 혼합된 브라운가스를 발생시키는 것이며, 상기 토치(40)는 브라운가스를 약 2000℃ 이상 연소시켜 분무중인 폐수를 소각시킨다. 상기 브라운가스 발생기(41)는 1㎥/2.4Kwh의 전력으로 1㎥/0.5ℓ의 물을 전기분해하며, 점화 후 약 5초 이내에 1950℃까지 온도가 상승되는 능력을 갖는다.

상기 소각로(20)의 중간에는 상기 토치(40)에서 발생된 화염으로 가열되는 적열체(21)가 3단으로 구비된다. 이들 적열체(21)는 중앙이 뽀족한 삼각형태를 이루며, 각각에는 염공(22)이 지그재그형태로 천공되어 소각중인 폐수 및 열기가 상승되도록 구비된다.

그리고 상기 소각로(20)의 상부에는 배기구(60)가 형성되어 외부의 필터(63)와 배기팬(62)으로 연결되며, 중간에는 폐열회수기(61)가 구비되어 방출되는 열기를 회수할 수 있도록 구성된다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 폐수 처리장치는 폐수를 고온으로 소각하여 다이옥신 같은 유해물질이 배출되지 않으며, 장치를 소형으로 제작할 수 있으므로 산업현장에 쉽게 보급할 수 있는 이점이 있다.

이러한 본 발명의 동작원리는 다음과 같다. 먼저 브라운가스 발생기(41)를 가동하여 토치(40)에서 약 2000℃의 고온이 발생되어 적열체(21)가 가열되도록 한다. 상기 적열체(21)는 1600℃ ∼ 1200℃로 가열되어 폐수를 고온으로 연소시킬 준비를 갖춘다. 이러한 조건이 만족되면 펌프(32)에 의해 폐수탱크(31)의 폐수가 폐 수노즐(30)에서 안개 상태로 분무된다. 이후 폐수는 아래의 연결통로(12)로 이동된 뒤 소각로(20)로 들어가 토치(40)에 의해 가열 소각되고, 일부는 상승되어 적열체(21) 표면과 접촉되어 순간 반응에 의해 소각되어 가수분해로 열분해되고 유해물질이 제거된다.

또한 소각로(20)의 열기는 컴프레셔(51)에 의해 흡기되어 열풍노즐(50)에서 예열로(10)에 분사되면 폐수노즐(30)에서 분사되는 폐수를 예열하여 스팀처럼 상변화 시켜 주므로 소각로(20)에서 빠른 연소를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 처리장치의 계통도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 예열로 11 : 낙진제거 스크류

12 : 연결통로 20 : 소각로

21 : 적열체 22 : 염공

30 : 폐수노즐 31 : 폐수탱크

32 : 펌프 40 : 토치

41 : 브라운가스 발생기 42 : 역화방지기

50 : 열풍노즐 51 : 흡열구

52 : 컴프레셔 60 : 배기구

61 : 폐열회수기 62 : 배기팬

Claims (3)

1. 브라운가스를 이용하여 폐수를 소각시키는 폐수처리장치에 있어서,

   폐수탱크와 연결된 폐수노즐이 상부에 마련된 예열로와 브라운가스 발생기와 연결된 토치가 하부에 마련된 소각로가 일렬로 병행설치되어 하단의 연결통로로 연결되고,

   상기 예열로의 상부에는 상기 폐수노즐에서 분사되는 폐수를 스팀 상태로 예열하는 열풍노즐이 상기 소각로와 컴프레셔로 연결되며,

   상기 소각로의 내부에는 상기 토치로 가열되는 적열체가 다단으로 구비되어 폐수를 순간 가열에 의해 열분해시킴을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 폐수 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 폐수노즐은 폐수를 마이크로포그 형태로 안개화시키는 것이며, 작은 안개, 큰 안개 및 작은 안개의 3단으로 안개가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 폐수 처리장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 소각로의 상부에는 배기구가 형성되어 외부의 필터와 배기팬으로 연결되며,

   상기 배기구에는 폐열회수기가 연결되어 배기되는 폐열이 회수되도록 한 것을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 폐수 처리장치.

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