KR20120117437A - Boiler type regenerative thermal oxidizer using vocs absorber as a fuel - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A boiler-type regenerative combustion apparatus with a volatile organic compound absorbent as fuel is provided to guarantee an excellent energy recovery rate with a low cost. CONSTITUTION: A boiler-type regenerative combustion apparatus(10) with a volatile organic compound absorbent(14) as fuel comprises a housing(1), a perforated plate(4), an air inflow pipe(3), a heat storage material(5), a hot air recovery pipe(7), and an auxiliary recovery pipe(8), The perforated plate is installed in the lower part of the housing, and the absorbent is placed on the perforated plate. The air inflow pipe is connected to the bottom of the housing, and extended from a blower(2). The upper and lower spaces of the heat storage material are connected each other by the hot air recovery pipe. The hot air recovery pipe comprises an exhauster(7a). The auxiliary recovery pipe is extended form the upper part of the heat storage material, and connected to the air inflow pipe.

Description

휘발성 유기화합물 흡착재를 연료로 사용하는 보일러식 축열연소장치{Boiler type regenerative thermal oxidizer using VOCs absorber as a fuel}Boiler type regenerative thermal oxidizer using VOCs absorber as a fuel}

본 발명은 휘발성 유기화합물이 흡착된 흡착재를 연료로 사용하는 보일러 개념의 축열산화장치를 제공함으로서, 휘발성 유기화합물이 포함된 유해가스 자체를 처리토록 하였던 기존의 축열산화 및 연소처리장치와 비교하여 거의 동등한 수준의 처리성능과 에너지를 얻을 수 있도록 하면서도, 처리장치의 설비나 유지관리에 따른 비용은 최대한으로 절감시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention provides a regenerative oxidation apparatus of a boiler concept using a sorbent adsorbed with volatile organic compounds as a fuel, and compared with the existing regenerative oxidation and combustion treatment apparatuses, which have treated harmful gases themselves containing volatile organic compounds. It is possible to obtain the same level of processing performance and energy, while minimizing the cost of installing and maintaining the processing apparatus.

일반적으로 자동차 및 그 부속품을 도장(塗裝)하기 위한 자동차 도장부스나 그 이외의 각종 도장시설에서는 도장작업시 비산되는 페인트 미스트(Paint mist; 페인트 분진) 뿐만 아니라, 도장된 물품을 건조시키는 과정에서 페인트의 용제가 대기중으로 증발하여 톨루엔과 같은 각종 휘발성 유기화합물(Volertile Organic Compounds, V.0.Cs)이 발생된다.In general, an automobile paint booth for painting automobiles and their accessories and various other paint facilities in the process of drying not only paint mist (paint dust) scattered during painting work, but also painted articles The solvent in the paint evaporates into the atmosphere, generating various Volatile Organic Compounds (V.0.Cs) such as toluene.

상기와 같은 휘발성 유기화합물이 그대로 대기중으로 방출되면, 휘발성 유기화합물이 빛과 반응하여 오존이나 알데히드 또는 스모그 중의 질소화합물과 같은 광화학 산화물을 생성하게 됨으로서, 대도시의 광화학 스모그와 지구온난화와 같은 환경오염을 유발시키게 된다.When such volatile organic compounds are released into the atmosphere as they are, the volatile organic compounds react with light to produce photochemical oxides such as ozone, aldehydes, or nitrogen compounds in smog, thereby preventing environmental pollution such as photochemical smog and global warming in large cities. It is triggered.

뿐만 아니라, 휘발성 유기화합물을 이루는 대부분의 물질들은 낮은 농도에서도 자극적이며 불쾌한 냄새를 유발시키는 한편, 호흡기를 통하여 인체의 내부로 유입될 경우에는 신경계 등의 장애를 일으키는 발암물질이 되므로, 최근에 들어서는 그 배출시설에 대한 법적인 배출규제가 마련되고 있다.In addition, most substances that make up volatile organic compounds cause irritating and unpleasant odors even at low concentrations, and when they enter the body through the respiratory tract, they become carcinogens that cause disorders of the nervous system. Legal discharge regulations are in place for discharge facilities.

특히, 자동차 도장부스와 같은 도장시설에 있어, 대기오염을 유발하는 물질 중 페인트 미스트의 경우는 각종 필터를 사용하여 용이하게 제거가 가능하지만, 용제의 증발로 발생하는 휘발성 유기화합물은 필터에 의한 제거가 어렵기 때문에, 별도의 고온연소 및 산화처리 장치를 이용하여 휘발성 유기화합물이 포함된 유해가스를 소각 처리토록 하고 있다.In particular, in paint facilities such as automobile booths, paint mist can be easily removed using various filters among the substances that cause air pollution, but volatile organic compounds generated by evaporation of solvents can be removed by filters. Because of the difficulty, the incineration of harmful gases containing volatile organic compounds is carried out using a separate high temperature combustion and oxidation treatment apparatus.

상기와 같이 휘발성 유기화합물의 소각처리에 가장 널리 사용되는 것으로서, 휘발성 유기화합물이 포함된 유해가스를 연소시킴에 따라 발생한 산화열을 축열재에 축열시킨 다음, 이를 유해가스의 가열 및 연소에 재사용토록 한 축열연소 및 산화처리장치(R.T.O: Regenerative Thermal Oxidizer)를 들 수 있다.As widely used in incineration of volatile organic compounds as described above, the heat of oxidization generated by burning harmful gases containing volatile organic compounds is regenerated in the heat storage material, and then reused for heating and combustion of harmful gases. One regenerative thermal oxidizer (RTO) is mentioned.

그러나, 상기 축열연소 및 산화처리장치는, 각종 산업현장으로부터 휘발성 유기화합물을 포함하는 상태로 배출되는 유해가스 자체를 처리장치의 내부로 유입시켜, 유해가스 중에 포함된 휘발성 유기화합물을 연소 및 소각 처리함에 따라, 1,000PPM 정도의 휘발성 유기화합물을 처리하는 데에 축열재로서 약 700개 정도의 세라믹블록을 필요로 하게 된다.However, the regenerative combustion and oxidation treatment apparatus injects harmful gas itself discharged in a state containing volatile organic compounds from various industrial sites into the treatment apparatus to burn and incinerate volatile organic compounds contained in the hazardous gas. As a result, about 700 ceramic blocks are needed as the heat storage material to process volatile organic compounds of about 1,000 ppm.

상기와 같이 요구하는 처리수준을 확보하기 위하여 매우 많은 량의 축열재가 사용되므로, 처리장치 자체가 대형화 될 수 밖에 없고, 이러한 대형 처리장치의 설비와 유지관리에도 많은 비용이 소요되므로, 사용자들에게 경제적인 부담을 안겨주는 문제점이 있었으며, 폐열의 회수를 위하여 통상적인 열교환기를 설치함에 따라 고가의 장치를 가동시킴에도 불구하고 에너지의 회수율은 극히 저조한 실정이었다.Since a very large amount of heat storage material is used to secure the required processing level as described above, the processing apparatus itself must be enlarged, and a large cost is required for the installation and maintenance of such a large processing apparatus. There was a problem in that the burden of phosphorus, and the recovery of energy was extremely low despite the operation of expensive equipment by installing a conventional heat exchanger for the recovery of waste heat.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 보일러식 축열연소장치는, 휘발성 유기화합물이 흡착된 흡착재를 연료로 사용하는 보일러 방식을 적용시킴에 따라, 기존의 축열산화 및 연소처리장치와 거의 동등한 수준의 처리성능과 에너지를 얻을 수 있도록 하면서도, 처리장치의 설비나 유지관리에 따른 비용은 최대한으로 절감시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the boiler-type regenerative combustion apparatus according to the present invention, according to the boiler method using a sorbent adsorbed volatile organic compounds as a fuel, the existing The technical task is to achieve the same processing performance and energy as the regenerative oxidation and combustion treatment apparatus, while minimizing the cost associated with the installation and maintenance of the treatment apparatus.

이와 더불어, 본 발명은 로터형 축열재를 회전시키는 간단한 구조를 가지면서도, 상기 축열재에 의하여 폐열회수성능은 극대화시킨 회전식 열교환기를 1차 열교환기로 하여 축열연소장치와 함께 사용토록 함으로서, 저가의 비용으로도 매우 우수한 에너지 회수율을 가지는 처리장치를 제공토록 하며, 이로 인하여 사용자들에게는 경제적인 부담을 최소화시키는 한편, 제조업자들에게는 제품의 대외경쟁력을 확보할 수 있도록 하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention has a simple structure for rotating the rotor-type heat storage material, but by using the rotary heat exchanger as a primary heat exchanger that maximizes the waste heat recovery performance by the heat storage material to use with the heat storage combustion device, low cost It is another technical task to provide a processing apparatus having a very good energy recovery rate, thereby minimizing the economic burden on users and ensuring the external competitiveness of the product for manufacturers.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 연도와 개폐도어를 구비하는 하우징과, 상기 하우징의 내측 상부에 설치되는 축열재와, 상기 축열재의 하부에서 하우징의 벽체를 관통하여 설치되는 연소버너와, 상기 하우징의 상부측에 설치되는 열교환기를 포함하여서 이루어지는 축열연소장치에 있어서, 상기 하우징의 내측 하부에는 휘발성 유기화합물이 흡착된 흡착재를 위치시키기 위한 다공판이 설치되고, 상기 하우징의 바닥부에는 송풍기로부터 연장되는 공기유입관이 연결 설치되며, 상기 축열재의 상,하부측 공간은 배풍기를 구비하는 열풍회수관에 의하여 연통되도록 설치되고, 상기 축열재의 상부측 공간으로부터 보조회수관이 추가로 연장되어 공기유입관과 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention as a means for solving the above technical problem, a housing having a flue and opening and closing doors, a heat storage material provided on the inner upper portion of the housing, and the combustion is installed through the wall of the housing in the lower portion of the heat storage material In the heat storage combustion apparatus comprising a burner and a heat exchanger provided on the upper side of the housing, a lower plate inside the housing is provided with a porous plate for positioning the adsorbent adsorbed with the volatile organic compound, the bottom of the housing The air inlet pipe extending from the blower is installed, the upper and lower spaces of the heat storage material is installed to communicate by a hot air recovery pipe having a ventilator, and the auxiliary recovery pipe further extends from the upper space of the heat storage material. It is characterized in that the connection with the air inlet pipe.

또한, 상기 연소버너와 열풍회수관의 배풍기는 하우징의 상단 내측에 설치되는 온도센서에 의하여 제어됨을 특징으로 하고, 상기 공기유입관의 내부에는 온도센서에 의하여 외부공기의 유입량을 제어하는 조정댐퍼가 설치됨을 특징으로 하며, 상기 열교환기는, 축열재의 상부측에 해당하는 하우징의 내부공간에 설치되는 1차 열교환기 또는 연도에 설치되는 2차 열교환기 중에서 택일한 것이 되거나, 이들의 조합으로 이루어짐을 특징으로 하고, 상기 1차 열교환기로서 회전식 열교환기를 축열연소장치의 하우징 외부에 설치하여, 휘발성 유기화합물의 연소시 발생하는 열풍이 상기 회전식 열교환기로 공급되도록 함을 특징으로 한다.In addition, the exhaust fan of the combustion burner and the hot air recovery pipe is controlled by a temperature sensor installed inside the upper end of the housing, the inside of the air inlet pipe is an adjustment damper for controlling the inflow of external air by the temperature sensor Characterized in that the heat exchanger is selected from the primary heat exchanger installed in the inner space of the housing corresponding to the upper side of the heat storage material or the secondary heat exchanger installed in the year, or a combination thereof The rotary heat exchanger may be installed outside the housing of the heat storage combustion apparatus as the primary heat exchanger so that hot air generated during combustion of the volatile organic compound is supplied to the rotary heat exchanger.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 기존의 축열산화 및 연소처리장치와 거의 동등한 수준의 처리성능과 에너지를 얻을 수 있도록 하면서도, 처리장치의 설비나 유지관리에 따른 비용은 최대한으로 절감시키는 효과가 있으며, 상기 회전식 열교환기를 1차 열교환기로 하여 축열연소장치와 함께 설치한 경우에는, 저가의 비용으로도 매우 우수한 에너지 회수율을 가지는 처리장치를 제공하는 효과가 있으며, 이로 인하여 사용자들에게는 경제적인 부담을 최소화시키는 한편, 제조업자들에게는 제품의 대외경쟁력을 확보할 수 있도록 하는 등의 매우 유용한 효과를 가지는 것이다.According to the present invention as described above, while obtaining a processing performance and energy almost the same level as the existing regenerative oxidation and combustion treatment apparatus, there is an effect to reduce the cost according to the equipment or maintenance of the treatment apparatus to the maximum, When the rotary heat exchanger is installed as a primary heat exchanger with a heat storage combustion device, there is an effect of providing a processing device having a very good energy recovery rate even at low cost, thereby minimizing economic burden on users. On the other hand, manufacturers have a very useful effect, such as to ensure the external competitiveness of the product.

도 1은 본 발명에 따른 보일러식 축열연소장치의 정단면도.
도 2는 본 발명의 축열연소장치가 회전식 열교환기와 함께 설치된 상태를 나타내는 배관도.
도 3은 회전식 열교환기의 요부발췌 분해사시도.1 is a front sectional view of a boiler regenerative combustion apparatus according to the present invention.
Figure 2 is a piping diagram showing a state in which the heat storage combustion apparatus of the present invention is installed with a rotary heat exchanger.
Figure 3 is an exploded perspective view of the main portion of the rotary heat exchanger.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 보일러식 축열연소장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 연도(煙道)(1a)와 개폐도어(1b)를 구비하는 하우징(1)과, 상기 하우징(1)의 내측 하부에 설치되어 흡착재(14)를 지지하는 다공판(4)과, 상기 하우징(1)의 내측 상부에 설치되는 축열재(5)와, 상기 축열재(5)의 하부에서 하우징(1)의 벽체를 관통하여 설치되는 연소버너(6)로 이루어진다.Boiler-type regenerative combustion apparatus 10 according to the present invention is a housing 1 having a flue (1a) and opening and closing door (1b), as shown in Figure 1, and of the housing (1) A porous plate 4 installed at an inner lower portion and supporting the absorbent material 14, a heat storage material 5 provided at an inner upper portion of the housing 1, and a housing 1 at a lower portion of the heat storage material 5; Combustion burner 6 is installed through the wall of the.

상기 흡착재(14)는 각종 산업현장에서 휘발성 유기화합물이 포함된 유해가스를 배출하는 배기덕트와 같은 장소에서 비치하여 휘발성 유기화합물을 고농도로 흡착시킨 제품이 되며, 그 재질로는 통상 활성탄블록이나 세라믹블록 또는 세라믹블록에 제올라이트(Zeolite)가 코팅된 것을 들 수 있지만, 휘발성 유기화합물이 고농도로 흡착된 것이라면 어떠한 제품을 사용하더라도 무방함을 밝혀두는 바이다.The adsorbent 14 is a product in which a high concentration of volatile organic compounds is adsorbed at a place such as an exhaust duct for discharging harmful gases containing volatile organic compounds in various industrial sites. The zeolite may be coated on the block or the ceramic block. However, if a volatile organic compound is adsorbed at a high concentration, any product may be used.

본 발명에 따른 축열연소장치(10)는, 기존의 처리장치와는 달리 휘발성 유기화합물이 포함된 유해가스가 아닌 자연 그대로의 외부공기를 유입시켜, 이 외부공기로 하여금 흡착재(14)에 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시키도록 한 것인 바, 이를 위하여 상기 하우징(1)의 바닥부에는 송풍기(2)로부터 연장되는 공기유입관(3)이 연결 설치된다.Unlike the conventional treatment apparatus, the heat storage combustion apparatus 10 according to the present invention introduces natural air instead of harmful gases containing volatile organic compounds, thereby allowing the external air to be adsorbed to the adsorbent 14. It is to desorb the volatile organic compounds, for this purpose, the air inlet pipe (3) extending from the blower (2) is connected to the bottom of the housing (1).

또한, 휘발성 유기화합물의 연소시 발생하는 산화열을 재이용할 수 있도록, 상기 축열재(5)의 상,하부측 공간은 배풍기(7a)를 구비하는 열풍회수관(7)에 의하여 연통되도록 설치되는 한편, 상기 축열재(5)의 상부측 공간으로부터 보조회수관(8)이 추가로 연장되어 공기유입관(3)과 연결 설치된다.In addition, the upper and lower spaces of the heat storage material 5 are installed to communicate with the hot air recovery pipe 7 including the air blower 7a so as to reuse the heat of oxidation generated during combustion of the volatile organic compound. On the other hand, the auxiliary recovery pipe 8 is further extended from the upper space of the heat storage material 5 is connected to the air inlet pipe (3).

상기 보조회수관(8)은 축열재(5)의 상부측에 존재하는 산화열의 일부를 공기유입관(3)으로 유도하여 외부공기의 온도를 상승시킴으로서, 흡착재(14)로부터 휘발성 유기화합물의 탈착을 촉진시키도록 한 것이다.The auxiliary recovery pipe (8) induces a part of the oxidative heat existing on the upper side of the heat storage material (5) to the air inlet pipe (3) to increase the temperature of the outside air, thereby desorbing the volatile organic compounds from the absorbent material (14) It is to promote.

상기와 같이 보조회수관(8)을 통하여 공기유입관(3)으로 열풍이 유도되도록 하는 방식은 여러 가지 방식이 적용될 수 있으나, 도면에 도시된 바와 같이 보조회수관(8)이 연결되는 공기유입관(3)측을 좁은 목부위로 형성시켜 해당 부위가 인젝터(3a)의 기능을 수행토록 하는 자연적 유도방식과, 보조회수관(8)에 배풍기(8a)(점선으로 도시함)를 설치하는 강제유도방식을 대표적인 예를 들 수 있다.As described above, various methods may be applied to the hot air to be introduced into the air inlet pipe 3 through the auxiliary recovery pipe 8, but as shown in the drawing, the air inlet to which the auxiliary recovery pipe 8 is connected is introduced. The natural induction method of forming the pipe 3 side into a narrow neck so that the corresponding part performs the function of the injector 3a, and installing the blower 8a (shown in dashed lines) in the auxiliary recovery pipe 8. A representative example is the forced induction method.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 축열연소장치(10)의 가동 초기에는, 송풍기(2)로부터 공기유입관(3)과 다공판(4) 및 흡착재(14)를 거쳐 하우징(1)의 내부로 유입된 공기를 연소버너(6)를 사용하여 약 500℃ 정도로 가열시킴으로서, 흡착재(14)로부터 일부 탈착되는 휘발성 유기화합물을 연소시키는 한편, 이 과정에서 발생하는 산화열이 축열재(5)에 축적되도록 한다.In the initial stage of operation of the heat storage combustion apparatus 10 having the above-described configuration, the air is introduced into the housing 1 from the blower 2 via the air inlet pipe 3, the porous plate 4, and the absorbent material 14. By heating the air to about 500 ° C. using the combustion burner 6, the volatile organic compounds which are partially desorbed from the adsorbent 14 are combusted while the heat of oxidation generated in this process is accumulated in the heat storage material 5. .

상기와 같은 과정을 거쳐 축열재(5)의 상부측 공간에 약 700 ~ 800℃ 정도의 산화열이 축적되면, 연소버너(6)의 작동을 중지시키는 동시에 열풍회수관(7)에 설치된 배풍기(7a)를 가동시켜 축열재(5)의 상부측 공간에 저장된 산화열을 휘발성 유기화합물의 연소에 재사용토록 하게 되며, 이러한 기능은 축열재(5)의 상부에 해당하는 하우징(1)의 내측에 설치된 온도센서(9)에 의하여 자동 제어되도록 하는 것이 가장 바람직하다.When the heat of oxidation of about 700 to 800 ° C. is accumulated in the upper space of the heat storage material 5 through the above process, the operation of the combustion burner 6 is stopped and at the same time, an air blower installed in the hot air recovery pipe 7 ( 7a) is operated so that the heat of oxidation stored in the upper space of the heat storage material 5 can be reused for combustion of the volatile organic compound, and this function is performed inside the housing 1 corresponding to the top of the heat storage material 5. Most preferably, it is automatically controlled by the installed temperature sensor 9.

이와 더불어, 송풍기(2)의 작동에 따라 공기유입관(3)으로 외부공기가 송풍되는 과정에서, 축열재(5)의 상부측에 존재하는 산화열의 일부가 보조회수관(8)을 거쳐 공기유입관(3)으로 유도됨에 따라, 하우징(1)의 내부로 유입되는 외부공기의 온도를 상승시키게 되며, 이로 인하여 흡착재(14)로부터 휘발성 유기화합물의 탈착을 촉진시켜 보다 높은 연소온도가 조성된다.In addition, in the process of blowing external air to the air inlet pipe (3) in accordance with the operation of the blower (2), a portion of the heat of oxidation existing on the upper side of the heat storage material (5) is passed through the auxiliary recovery pipe (8) As it is guided to the inlet pipe (3), the temperature of the external air flowing into the interior of the housing (1) is increased, thereby promoting the desorption of volatile organic compounds from the adsorbent (14) to create a higher combustion temperature .

한편, 흡착재(14)로부터 매우 많은 량의 휘발성 유기화합물이 한꺼번에 탈착될 경우, 과도한 연소에 의한 매우 높은 산화열로 말미암아 축열연소장치(10)의 폭발위험이 발생할 수 있는 바, 이 경우에도 상기 온도센서(9)가 열풍회수관(7)의 배풍기(7a) 가동을 중지시킴으로서 폭발위험을 사전에 차단시키게 된다.On the other hand, when a very large amount of volatile organic compounds are desorbed at once from the adsorbent 14, the risk of explosion of the regenerative combustion device 10 may occur due to very high heat of oxidation due to excessive combustion. The sensor 9 stops the operation of the blower 7a of the hot air recovery pipe 7 to block the explosion risk in advance.

보다 더 확실한 방법으로는, 위와 같은 배풍기(7a)의 제어와 더불어, 송풍기(2)의 직전방에 설치된 조정댐퍼(2a)를 최대한으로 개방하여 차가운 외부공기의 유입량을 증대시키도록 하는 것인 바, 상기 조정댐퍼(2a) 또한 온도센서(9)에 의하여 제어되도록 하는 것이 가장 바람직하다.In a more reliable way, in addition to the control of the air blower 7a as described above, the adjustment damper 2a installed in front of the blower 2 is opened to the maximum to increase the inflow of cold external air. Most preferably, the adjusting damper 2a is also controlled by the temperature sensor 9.

상기와 같은 방식으로 축열연소장치(10)가 작동되는 과정에서 발생하는 산화열을 회수할 수 있도록, 축열재(5)의 상부측에 해당하는 하우징(1)의 내부공간에는 1차 열교환기(11)가 설치되는 한편, 연도(1a)에는 2차 열교환기(12)가 설치되며, 각각의 열교환기(11)(12)에는 유입관(11a)(12a)과 배출관(11b)(12b)이 연결되어 난방이나 건조에 필요한 온수나 스팀 등을 요구하는 장소로 공급시킬 수 있게 된다.In order to recover the oxidative heat generated during the operation of the heat storage combustion apparatus 10 in the same manner as described above, a primary heat exchanger ( 11 is provided, while the second heat exchanger 12 is installed in the flue 1a, and each heat exchanger 11 and 12 is provided with an inlet pipe 11a, 12a and an outlet pipe 11b, 12b. This connection can be supplied to a place that requires hot water or steam required for heating or drying.

상기와 같은 과정을 통하여 축열연소장치(10)에 투입된 흡착재(14)의 연료수명이 다한 경우에는, 축열연소장치(10)의 가동을 중지시킨 상태에서 개폐도어(1b)를 개방하여 흡착재(14)를 하우징(1)의 외부로 빼낸 다음, 새로운 연료로서의 흡착재(14)를 하우징(1)의 내부에 장입시켜 사용하면 되는 것이다.When the fuel life of the adsorption material 14 introduced into the heat storage combustion apparatus 10 has been exhausted through the above process, the opening / closing door 1b is opened in the state where the operation of the heat storage combustion apparatus 10 is stopped, and the adsorption material 14 ) May be taken out of the housing 1, and then the adsorbent 14 as a new fuel may be charged and used inside the housing 1.

상기와 같이 휘발성 유기화합물이 흡착된 흡착재(14)를 연료로 하여 본 발명의 축열연소장치(10)를 가동시키게 되면, 1,000PPM 정도의 휘발성 유기화합물을 처리하는 데에 있어, 기존의 처리장치는 축열재로서 약 700개 정도의 세라믹블록을 필요로 하였지만, 본 발명의 축열연소장치(10)는 약 30개 정도의 세라믹 블럭만을 필요로 한다.As described above, when the regenerative combustion device 10 of the present invention is operated using the adsorbent 14 to which the volatile organic compound is adsorbed as a fuel, the conventional treatment apparatus for treating volatile organic compounds of about 1,000 ppm is used. Although about 700 ceramic blocks were required as the heat storage material, the heat storage combustion apparatus 10 of the present invention only needs about 30 ceramic blocks.

상기와 같은 차이점으로 인하여, 본 발명의 축열연소장치(10)는 처리장치의 구조를 매우 단순화시킬 수 있음은 물론이고, 축열을 위하여 대량의 세라믹블록을 필요로 하지 않으므로 처리장치의 소형화가 가능하면서도, 기존의 처리장치에 비하여 그 처리성능과 에너지의 회수율은 결코 떨어지지 않는다.Due to the difference as described above, the heat storage combustion apparatus 10 of the present invention can greatly simplify the structure of the processing apparatus, and does not require a large amount of ceramic blocks for heat storage, thereby miniaturizing the processing apparatus. However, the treatment performance and the recovery rate of energy never fall compared to the existing treatment apparatus.

뿐만 아니라, 1,000PPM / 500CMM 의 VOC가스를 열회수장치를 사용하여 동일한 조건에서 처리토록 한 경우, 기존의 시스템은 약 5억원 내지 10억원(2011년)의 설치비 지출과 보조연료비 지출비용이 부담되었지만, 본 발명의 경우는 약 1억원(2011년)의 설비비용과 연료비 지출만으로도 한층 더 다양한 환경에서 사용할 수 있었다.In addition, in case that 1,000PPM / 500CMM of VOC gas was treated under the same conditions by using a heat recovery system, the existing system cost about 500 million to 1 billion won (2011) for installation and auxiliary fuel expenses. In the case of the present invention, the facility cost and fuel cost of about 100 million won (2011) could be used in more diverse environments.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 보일러식 축열연소장치(10)의 1차 열교환기(11)로서 회전식 열교환기(20)를 적용시킨 실시예를 나타낸 것이다.2 and 3 show an embodiment in which the rotary heat exchanger 20 is applied as the primary heat exchanger 11 of the boiler-type heat storage combustion apparatus 10 according to the present invention.

상기 회전식 열교환기(20)는, 사각 케이스 형상의 열교환기본체(21)와, 상기 열교환기본체(21)의 내부에 회전 가능하게 삽입되는 로터형 축열재(28)와, 상기 로터형 축열재(28)의 중앙부 외측에 밀착 설치되어 열교환기본체(21)의 내부공간을 상부로터실(32)과 하부로터실(33)로 구획하는 축열재프레임(29)과, 상기 열교환기본체(21)의 외측에 설치되어 로터형 축열재(28)를 회전시키는 구동기구를 포함하여서 이루어진다.The rotary heat exchanger 20 includes a heat exchange body 21 having a rectangular case shape, a rotor heat storage material 28 rotatably inserted into the heat exchange body 21, and the rotor heat storage material. A heat storage material frame 29 which is installed in close contact with the outside of the central part and partitions the internal space of the heat exchange base body 21 into the upper rotor chamber 32 and the lower rotor chamber 33; It is made to include a drive mechanism installed on the outside of the rotor) to rotate the rotor-type heat storage material (28).

도면상 상기 구동기구는, 열교환기본체(21)의 외측에 설치되는 구동모터(24)와, 상기 구동모터(24)에 설치되는 구동스프라켓(25)과, 체인(27)에 의하여 상기 구동스프라켓(25)과 연결되는 종동스프라켓(26)으로 이루어지며, 상기 종동스프라켓(26)은 그 회전축이 열교환기본체(21)와 축열재프레임(29)에 형성된 축공(21a) (29a)을 관통하여 로터형 축열재(28)의 축허브(28a)와 조립된다.In the drawing, the drive mechanism includes a drive motor 24 installed outside the heat exchange base body 21, a drive sprocket 25 installed on the drive motor 24, and the drive sprocket by a chain 27. Comprising a driven sprocket 26 is connected to the 25, the driven sprocket 26 has a rotating shaft passing through the shaft hole (21a) (29a) formed in the heat exchange base body 21 and the heat storage material frame (29) It is assembled with the storage hub 28a of the rotor-type heat storage material 28.

따라서, 구동모터(24)의 작동에 따라 구동스프라켓(25)과 종동스프라켓(26)이 연동 회전하게 되면, 로터형 축열재(28) 또한 열교환기본체(21)의 내부에서 회전하게 되며, 상기 상부로터실(32)과 하부로터실(33)의 양측면은 개구부(30)(31)로 형성된 상태에서, 상부로터실(32)과 하부로터실(33)의 양측으로 유입덕트(22)와 배기덕트(23)가 각각 연결 설치된다.Therefore, when the driving sprocket 25 and the driven sprocket 26 are interlocked and rotated according to the operation of the driving motor 24, the rotor-type heat storage material 28 also rotates inside the heat exchange body 21. Both sides of the upper rotor chamber 32 and the lower rotor chamber 33 are formed with the openings 30 and 31, and the inlet duct 22 and the inlet duct 22 are provided on both sides of the upper rotor chamber 32 and the lower rotor chamber 33. Exhaust ducts 23 are connected to each other.

상기와 같은 로터실(32)(33)의 배치에 의하여 열교환기본체(21)의 내부에서 로터형 축열재(28)가 회전하게 되면, 일측 로터실에서는 축열재(28)의 가열(흡열)이 발생하고, 타측 로터실에서는 축열재(28)의 냉각(방열)이 이루어짐으로서, 로터형 축열재(28)를 매개체로 하는 열교환이 가능하게 되며, 이로 인하여 축열재(28)를 회전시키는 간단한 방식에도 불구하고 그 열회수 성능은 다른 어떤 열교환기보다 우수한 제품이 된다 When the rotor-type heat storage material 28 rotates inside the heat exchange base body 21 by the arrangement of the rotor chambers 32 and 33 as described above, heating (heat absorption) of the heat storage material 28 in one rotor chamber. In this case, in the other rotor chamber, the heat storage material 28 is cooled (heat-dissipated), whereby heat exchange is carried out using the rotor-type heat storage material 28 as a medium, thereby allowing a simple rotation of the heat storage material 28. Despite the method, its heat recovery performance is better than any other heat exchanger.

상기와 같은 회전식 열교환기(20)를 본 발명에 따른 축열연소장치(10)의 1차 열교환기로 사용할 수 있도록, 도면상 하부로터실(33)에 제공된 유입덕트(22)에는 축열연소장치(10)의 하우징(1) 상단측으로부터 에어필터(15a)를 구비한 상태로 연장되는 열풍배출관(15)이 연결 설치되고, 해당 유입덕트(22)의 맞은편에 위치하는 배기덕트(23)에는 배기팬(17)을 구비하는 배기관(16)이 연결 설치된다.In order to use the rotary heat exchanger 20 as described above as the primary heat exchanger of the heat storage combustion apparatus 10 according to the present invention, the heat storage combustion apparatus 10 is provided in the inlet duct 22 provided in the lower rotor chamber 33 in the drawing. The hot air discharge pipe 15 extending from the upper end side of the housing 1 with the air filter 15a is connected, and the exhaust duct 23 located opposite the inflow duct 22 is exhausted. An exhaust pipe 16 having a fan 17 is connected and installed.

또한, 도면상 상부로터실(32)의 유입덕트(22)는 외부공기의 유입통로를 제공하고, 해당 유입덕트(22)의 맞은편에 위치하는 배기덕트(23)에는 에어필터(18a)와 송풍팬(19)을 구비하는 폐열회수관(18)이 연결 설치됨으로서, 축열연소장치(10)로부터 열풍공급관(15)을 거쳐 유입된 고온의 산화열이 회전식 열교환기(20) 및 폐열회수관(18)을 거쳐 건조나 난방이 요구되는 장소로 공급되는 것이다.In addition, the inlet duct 22 of the upper rotor chamber 32 in the drawing provides an inlet passage of external air, and the exhaust duct 23 located opposite the inlet duct 22 has an air filter 18a and Since the waste heat recovery pipe 18 having the blower fan 19 is connected and installed, the high-temperature oxidation heat introduced from the heat storage combustion apparatus 10 through the hot air supply pipe 15 is supplied to the rotary heat exchanger 20 and the waste heat recovery pipe. Via (18), it is supplied to the place where drying and heating are required.

상기와 같이 회전식 열교환기(20)를 1차 열교환기로 하여 축열연소장치(10)와 함께 설치한 경우에는, 저가의 비용으로도 매우 우수한 에너지 회수율을 가지는 처리장치를 제공할 수 있으며, 이로 인하여 사용자들에게는 경제적인 부담을 최소화시키는 한편, 처리장치의 제조업자들에게는 제품의 대외경쟁력을 확보토록 할 수 있는 것이다.When the rotary heat exchanger 20 is installed as the primary heat exchanger together with the regenerative combustion device 10 as described above, it is possible to provide a processing apparatus having a very good energy recovery rate even at a low cost, and thus a user. For example, the economic burden on the company can be minimized, while the manufacturer of the processing device can secure the external competitiveness of the product.

1 : 하우징 1a : 연도 1b : 개폐도어
2 : 송풍기 2a : 조정댐퍼 3 : 공기유입관
3a : 인젝터 4 : 다공판 5 : 축열재
6 : 연소버너 7 : 열풍회수관 7a,8a : 배풍기
8 : 보조회수관 9 : 온도센서 10 : 축열연소장치
11 : 1차 열교환기 11a,12a : 유입관 11b,12b : 배출관
12 : 2차 열교환기 13 : 장치프레임 14 : 흡착재
15 : 열풍배출관 15a,18a : 에어필터 16 : 배기관
17 : 배기팬 18 : 폐열회수관 19 : 송풍팬
20 : 회전식 열교환기 21 : 열교환기본체 21a,29a : 축공
21b : 사이드커버 22 : 유입덕트 23 : 배기덕트
24 : 구동모터 25 : 구동스프라켓 26 : 종동스프라켓
27 : 체인 28 : 로터형 축열재 28a : 축허브
29 : 축열재프레임 30,31 : 개구부 32 : 상부로터실
33 : 하부로터실1: Housing 1a: Year 1b: Opening and Closing Door
2: blower 2a: adjusting damper 3: air inlet pipe
3a: injector 4: porous plate 5: heat storage material
6: combustion burner 7: hot air recovery pipe 7a, 8a: exhaust fan
8: auxiliary recovery pipe 9: temperature sensor 10: heat storage combustion device
11: primary heat exchanger 11a, 12a: inlet pipe 11b, 12b: discharge pipe
12: secondary heat exchanger 13 device frame 14: absorbent material
15: hot air discharge pipe 15a, 18a: air filter 16: exhaust pipe
17 exhaust fan 18 waste heat recovery pipe 19 blower fan
20: rotary heat exchanger 21: heat exchange base 21a, 29a: shaft hole
21b: side cover 22: inlet duct 23: exhaust duct
24: drive motor 25: drive sprocket 26: driven sprocket
27 chain 28 rotor type heat storage material 28a shaft hub
29: heat storage ash frame 30, 31: opening 32: upper rotor chamber
33: Lower rotor room

Claims (5)

연도(煙道)(1a)와 개폐도어(1b)를 구비하는 하우징(1)과, 상기 하우징(1)의 내측 상부에 설치되는 축열재(5)와, 상기 축열재(5)의 하부에서 하우징(1)의 벽체를 관통하여 설치되는 연소버너(6)와, 상기 하우징(1)의 상부측에 설치되는 열교환기를 포함하여서 이루어지는 축열연소장치에 있어서,
상기 하우징(1)의 내측 하부에는 휘발성 유기화합물이 흡착된 흡착재(14)를 위치시키기 위한 다공판(4)이 설치되고,
상기 하우징(1)의 바닥부에는 송풍기(2)로부터 연장되는 공기유입관(3)이 연결 설치되며,
상기 축열재(5)의 상,하부측 공간은 배풍기(7a)를 구비하는 열풍회수관(7)에 의하여 연통되도록 설치되고,
상기 축열재(5)의 상부측 공간으로부터 보조회수관(8)이 추가로 연장되어 공기유입관(3)과 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 흡착재를 연료로 사용하는 보일러식 축열연소장치.A housing 1 having a flue 1a and an opening / closing door 1b, a heat storage material 5 provided on an inner upper portion of the housing 1, and a lower portion of the heat storage material 5; A regenerative combustion apparatus comprising a combustion burner (6) installed through a wall of a housing (1) and a heat exchanger provided on an upper side of the housing (1),
In the lower part of the inside of the housing 1 is provided a porous plate 4 for locating the adsorbent 14 adsorbed volatile organic compounds,
The air inlet pipe (3) extending from the blower (2) is connected to the bottom of the housing (1),
The upper and lower spaces of the heat storage material 5 are installed to communicate with the hot air recovery pipe 7 provided with the exhaust fan 7a.
Boiler-type regenerative combustion apparatus using a volatile organic compound adsorbent as a fuel, characterized in that the auxiliary recovery pipe (8) is further extended from the upper space of the heat storage material (5) is connected to the air inlet pipe (3). . 제 1항에 있어서, 상기 연소버너(6)와 열풍회수관(7)의 배풍기(7a)는 하우징(1)의 상단 내측에 설치되는 온도센서(9)에 의하여 제어되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 흡착재를 연료로 사용하는 보일러식 축열연소장치.The volatile according to claim 1, wherein the exhaust fan (7a) of the combustion burner (6) and the hot air recovery pipe (7) is controlled by a temperature sensor (9) installed inside the upper end of the housing (1). Boiler type regenerative combustion apparatus using organic compound adsorbent as fuel. 제 2항에 있어서, 상기 공기유입관(3)의 내부에는 온도센서(9)에 의하여 외부공기의 유입량을 제어하는 조정댐퍼(2a)가 설치되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 흡착재를 연료로 사용하는 보일러식 축열연소장치.3. The volatile organic compound adsorbent as claimed in claim 2, wherein an adjustment damper (2a) is installed inside the air inlet pipe (3) for controlling the inflow of external air by a temperature sensor (9). Boiler-type regenerative combustion device. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환기는, 축열재(5)의 상부측에 해당하는 하우징(1)의 내부공간에 설치되는 1차 열교환기(11) 또는 연도(1a)에 설치되는 2차 열교환기(12) 중에서 택일한 것이 되거나, 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 흡착재를 연료로 사용하는 보일러식 축열연소장치.The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat exchanger is a primary heat exchanger (11) or flue (1a) installed in an inner space of a housing (1) corresponding to an upper side of the heat storage material (5). Boiler-type regenerative combustion apparatus using a volatile organic compound adsorbent as a fuel, which is an alternative among the secondary heat exchanger (12) installed in these, or a combination thereof. 제 4항에 있어서, 상기 1차 열교환기(11)는 축열연소장치의 하우징(1) 외부에 설치되는 회전식 열교환기(20)가 되며,
상기 회전식 열교환기(20)는, 사각 케이스 형상의 열교환기본체(21)와, 상기 열교환기본체(21)의 내부에 회전 가능하게 삽입되는 로터형 축열재(28)와, 상기 로터형 축열재(28)의 중앙부 외측에 밀착 설치되어 열교환기본체(21)의 내부공간을 상부로터실(32)과 하부로터실(33)로 구획하는 축열재프레임(29)과, 상기 열교환기본체(21)의 외측에 설치되어 로터형 축열재(28)를 회전시키는 구동기구를 포함하여서 이루어지며,
상기 상부로터실(32)과 하부로터실(33)의 양측면은 개구부(30)(31)로 형성된 상태에서, 상부로터실(32)과 하부로터실(33)의 양측으로 유입덕트(22)와 배기덕트(23)가 각각 연결 설치되며,
상기 상부로터실(32) 또는 하부로터실(33)에 제공된 유입덕트(22)에는 축열연소장치의 하우징(1) 상단측으로부터 연장되는 열풍배출관(15)이 연결 설치되고, 해당 유입덕트(22)의 맞은편에 위치하는 배기덕트(23)에는 배기팬(17)을 구비하는 배기관(16)이 연결 설치되며,
다른 나머지 하나의 유입덕트(22)는 외부공기의 유입통로를 제공하고, 해당 유입덕트(22)의 맞은편에 위치하는 배기덕트(23)에는 송풍팬(19)을 구비하는 폐열회수관(18)이 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 흡착재를 연료로 사용하는 보일러식 축열연소장치.The method of claim 4, wherein the primary heat exchanger 11 is a rotary heat exchanger 20 which is installed outside the housing 1 of the heat storage combustion apparatus,
The rotary heat exchanger 20 includes a heat exchange body 21 having a rectangular case shape, a rotor heat storage material 28 rotatably inserted into the heat exchange body 21, and the rotor heat storage material. A heat storage material frame 29 which is installed in close contact with the outside of the central part and partitions the internal space of the heat exchange base body 21 into the upper rotor chamber 32 and the lower rotor chamber 33; It is made to include a drive mechanism installed on the outside of the rotor to rotate the rotor-type heat storage material (28),
Both side surfaces of the upper rotor chamber 32 and the lower rotor chamber 33 are formed with the openings 30 and 31, and the inlet duct 22 is provided on both sides of the upper rotor chamber 32 and the lower rotor chamber 33. And exhaust duct 23 are respectively installed and connected,
The inlet duct 22 provided in the upper rotor chamber 32 or the lower rotor chamber 33 is connected to and installed with a hot air discharge pipe 15 extending from an upper end side of the housing 1 of the heat storage combustion apparatus. Exhaust duct 23 located opposite the) is connected to the exhaust pipe 16 having the exhaust fan 17 is installed,
The other inflow duct 22 provides an inflow passage of external air, and the waste heat recovery pipe 18 having a blower fan 19 is provided in the exhaust duct 23 opposite to the inflow duct 22. Boiler-type regenerative combustion apparatus using a volatile organic compound adsorbent as a fuel, characterized in that is installed.
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