KR20160109455A - 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러 - Google Patents

휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러 Download PDF

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    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/14—Gaseous waste or fumes

Abstract

본 발명은 열소각 방식으로 휘발성유기화합물 가스를 경제적이고 효율적으로 소각처리하면서 열매를 가열하여 온수와 스팀을 생산할 수 있는 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 연소기가 연소로 내부의 전열관을 순환하는 열매를 가열하여 온수나 스팀을 만드는 열매체 보일러로, 휘발성유기화합물 가스를 일정 압력으로 빨아들이는 적어도 하나 이상의 석션 후드와, 상기 석션 후드를 통해 각각 흡입되는 휘발성유기화합물 가스를 한 곳으로 모으는 인테이크 파이프와, 상기 인테이크 파이프와 연결되어 휘발성유기화합물 가스 중의 미스트(mist)를 분리 포집하는 녹아웃 드럼과, 상기 녹아웃 드럼을 통과한 휘발성유기화합물 가스를 압송하는 블로워와, 상기 연소로의 상부에 설치되어 상기 블로워에 의해 압송되는 휘발성유기화합물 가스를 상기 연소로 내로 분사하는 노즐 및 상기 블로워와 상기 노즐 사이에 설치되어 화염이 상기 블로워 쪽으로 역행하는 것을 방지하는 프레임 어레스터를 포함하는 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러를 개시한다.

Description

휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러{OIL(WATER AND STEAM) BOILER WITH INCINERATOR FOR VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS}
본 발명은 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열소각 방식으로 휘발성유기화합물 가스를 경제적이고 효율적으로 소각처리하면서 전열관을 순환하는 열매를 가열하여 열기 또는 온수와 스팀을 생산할 수 있는 열매체 보일러에 관한 것이다.
오늘날 석유화학공업의 급속한 발전과 더불어 대기오염 물질의 배출량 증가에 따른 환경파괴의 심각성 및 사회적 관심이 높아지면서 선진국을 중심으로 대기오염 물질의 배출에 대한 규제가 점차 강화되고 있다.
예컨대 벤젠(benzene), 포름알데히드(formaldehyde), 톨루엔(toluene), 테트라클로로에틸렌(tetrachloroethylene)과 같은 휘발성유기화합물(Volatile organic compounds, VOCs)은 생물학적으로 분해가 매우 어렵고 대기 중에 포함되어 있는 또 다른 오염 물질인 NOx와 광화학반응을 일으켜 2차적인 오염 물질을 생성시킴으로써 산성비, 지구 온난화, 오존층 파괴 등을 초래할 뿐만 아니라 피부접촉이나 호흡기 흡입을 통해 신경계에 장애를 일으키는 발암물질로 많은 연구결과가 밝혀지면서 중요한 환경문제 중 하나로 대두된 이후, 가능한 대기로 배출되기 이전에 이를 제거 혹은 회수하는 기술의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
현재 휘발성유기화합물의 제거 및 처리에는 크게 소각과 회수의 두 가지 방법으로 나눌 수 있는데, 응축성 가스, 흡수탑(scrubber), 흡착제, 분리막 등을 이용한 회수기술은 고온소각(TO, RTO) 및 촉매소각이나 코로나 방전 및 플라즈마, 자외선, 플레이 스택(flare stack) 등을 이용한 소각기술에 비해 근본적으로 휘발성유기화합물의 농도가 높아야 적용할 수 있기 때문에 소각기술 중에서 저감효율이 우수하고 95% 이상의 에너지 회수가 가능한 고온소각 방식이 가장 많이 활용되고 있다.
한편, 휘발성유기화합물을 연소에 의해 산화·분해하는 소각로는 직화식 열소각로(ThermalOxidizer,TO), 축열식 소각로(Regenerative ThermalOxidizer, RTO), 촉매소각로(Catalytic Thermal Oxidizer, CO), 축열식 촉매소각로(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO)로 대별되며, 휘발성유기화합물의 배출 특성이나 처리 환경에 따라 적절한 연소방법이 선정되나 최근에는 주로 에너지 절약형으로 처리효율이 높고 안정된 운전이 가능한 로터리 윙 타입의 축열식 소각로(RTO)를 사용하는 추세이다.
그런데 이와 같은 소각로에 의한 처리기술은 고농도 휘발성유기화합물을 처리하는 경우에는 악취 물질의 연소율이 높고, 그 열기에 의해 휘발성유기화합물의 가열에 필요로 하는 열량이 보급되어 보조연료의 소비량이 적어지기 때문에 경제적으로 운전할 수 있으나, 중·저농도의 휘발성유기화합물을 탈취 처리하는 경우에는 보조연료의 소모가 상당히 많아지고 운전비가 많이 들어가는 결점이 있다.
또한, 촉매와 열교환기 또는 촉매 연소장치(CO)를 사용하는 경우 촉매에 따라 300~350℃의 저온에서 연소하는 것이 가능하므로 연료비가 절감되고 NOx의 발생이 거의 없는 반면, 열회수 효율이 50~60% 정도로 낮고 유기 실리콘 등 휘발성유기화합물 중의 촉매독 물질에 의해 고가의 촉매가 노화하는 문제가 있어 촉매의 교환에 많은 비용이 발생하는 단점이 있다.
더욱이 휘발성유기화합물을 연소시키지 않는 평상 시에는 공기 많이 유입되므로 적정 온도를 유지시키기 위해 연료를 보조적으로 불필요하게 사용해야만 하고, 정지상태에서 재가동할 경우 예열을 위한 시간 소모 및 연료가 필요하므로 유지비용이 많이 드는 문제점도 있다.
따라서 휘발성유기화합물로 인한 대기환경오염에 효과적으로 대처하는 동시에 그 소각에 필요한 설비 및 운영비용이 과다하게 소모되지 않고 경제적으로 처리할 수 있는 새로운 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.
KR 10-0780231 B1(2007.11.21) KR 10-0473522 B1(2005.02.17) KR 10-0646188 B1(2006.11.08) KR 10-1209257 B1(2012.11.30) KR 10-1325106 B1(2013.10.29) KR 10-1417680 B1(2014.07.01) KR 10-0543404 B1(2005.01.17)
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하면서 휘발성유기화합물을 연소에 의해 산화·분해하는 기존의 소각로 기술이 갖는 한계 및 문제점의 해결에 역점을 두어 열소각 방식으로 휘발성유기화합물을 경제적이고 효율적으로 소각처리함과 동시에 전열관 내의 열매를 가열하여 소정 압력을 갖는 열기 또는 온수를 생산하거나 혹은 대기압을 넘는 증기(steam)를 발생시켜 사용처로 공급함으로써 종래의 소각로 설비나 유지관리에 따른 비용은 절감하고 화석연료 사용량 절감에 따른 연료비 절감으로 에너지 효율을 높일 수 있는 새로운 구조의 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 휘발성유기화합물을 직접 연료로 사용하여 보일러의 가열원인 연소기의 연료와 동시에 혼소시킴으로써 보일러의 가동에 따른 경제적인 효과를 극대화하고 휘발성유기화합물을 소각처리하는데 사용되는 보조연료 에너지의 낭비를 줄일 수 있도록 하는 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러를 제공하는 데 있는 것이다.
상기와 같은 기술적 해결 과제 및 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시 양태는, 연소기가 연소로 내부의 전열관을 순환하는 열매를 가열하여 온수나 스팀을 만드는 열매체 보일러로, 휘발성유기화합물 가스를 일정 압력으로 빨아들이는 적어도 하나 이상의 석션 후드와, 상기 석션 후드를 통해 각각 흡입되는 휘발성유기화합물 가스를 한 곳으로 모으는 인테이크 파이프와, 상기 인테이크 파이프와 연결되어 휘발성유기화합물 가스 중의 미스트(mist)를 분리 포집하는 녹아웃 드럼과, 상기 녹아웃 드럼을 통과한 휘발성유기화합물 가스를 압송하는 블로워와, 상기 연소로의 상부에 설치되어 상기 블로워에 의해 압송되는 휘발성유기화합물 가스를 상기 연소로 내로 분사하는 노즐 및 상기 블로워와 상기 노즐 사이에 설치되어 화염이 상기 블로워 쪽으로 역행하는 것을 방지하는 프레임 어레스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러를 제시한다.
이로써 본 발명은 보일러의 가동에 따른 연소기의 연료 사용량을 줄여 연료비 절감과 에너지 효율을 높이는 등 경제적인 효과를 극대화할 수 있고, 아울러 휘발성유기화합물 가스를 별도로 소각처리하는데 사용되는 보조연료 에너지의 낭비를 최소화할 수 있다.
그리고 본 발명의 제2실시 양태는, 연소기가 연소로 내부의 전열관을 순환하는 열매를 가열하여 온수나 스팀을 만드는 열매체 보일러로, 휘발성유기화합물 가스를 일정 압력으로 빨아들이는 적어도 하나 이상의 석션 후드와, 상기 석션 후드를 통해 각각 흡입되는 휘발성유기화합물 가스를 한 곳으로 모으는 인테이크 파이프와, 상기 인테이크 파이프와 연결되어 휘발성유기화합물 가스 중의 미스트(mist)를 분리 포집하는 녹아웃 드럼과, 상기 녹아웃 드럼을 통과한 휘발성유기화합물 가스를 압송하는 블로워와, 상기 연소로의 상부에 설치되어 상기 블로워에 의해 압송되는 휘발성유기화합물 가스를 여러 곳으로 분기하는 매니폴드와, 상기 매니폴드에 연결 설치되어 휘발성유기화합물 가스를 상기 연소로 내로 분사하는 적어도 하나 이상의 노즐 및 상기 블로워와 상기 매니폴드 사이에 설치되어 화염이 상기 블로워 쪽으로 역행하는 것을 방지하는 프레임 어레스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러를 제시한다.
이로써 본 발명은 보일러의 가동에 따른 연소기의 연료 사용량을 줄여 연료비 절감과 에너지 효율을 높이는 등 경제적인 효과를 극대화할 수 있고, 아울러 휘발성유기화합물 가스를 별도로 소각처리하는데 사용되는 보조연료 에너지의 낭비를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 휘발성유기화합물 가스를 연소기의 연료와 더욱 효과적이면서 안정적으로 혼소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 녹아웃 드럼과 상기 블로워 사이를 연결하는 관로상에 설치되어 그 관로 내의 압력을 일정하게 유지하거나 압력을 제어하는 압력제어밸브 및 상기 매니폴드와 상기 프레임 어레스터 사이를 연결하는 관로상에 설치되어 휘발성유기화합물 가스와 화염이 상기 프레임 어레스터로 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브를 더 포함하여 구성함으로써 보일러의 가동에 따른 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명은, 휘발성유기화합물 가스를 열매체 보일러의 가열원인 연소기의 화염으로 직접 연소 및 혼소시킴으로써 기존의 축열산화 및 연소처리장치와 같은 별도의 소각로 설비나 보조연료의 사용 없이 소각처리가 가능하고, 이로 인해 소각로 가동 및 유지관리에 따른 제반 비용을 절감하고 소각처리에 따른 보조연료를 소비하는 과정에서 발생하는 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 열매체 보일러의 연료 사용량 저감에 따른 연료비 절감으로 에너지 효율을 높이고 경제적인 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 석션 후드가 외부에서 반입되는 탱크로리의 탱크 내에 충전된 휘발성유기화합물 가스를 그 탱크의 에어 밴트를 통해 일정 압력으로 빨아들여 이송하므로 소각처리를 위한 연결 작업이 한결 간편하고 용이하면서 신속하게 이루어져 보일러의 가동능률을 향상시키고 효율적인 운영을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러의 계통 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러의 국부를 개략적으로 나타낸 횡단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러의 국부를 개략적으로 나타낸 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러의 국부를 개략적으로 나타낸 횡단면 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.
아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
<제1실시 예>
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러는 크게 보일러부(10), 석션 후드(20), 인테이크 파이프(30), 녹아웃 드럼(40), 블로워(50), 노즐(70), 프레임 어레스터(80)를 포함하여 구성되어 있다.
보일러부(10)는 연소기(13)가 고압공기에 연료를 분사하여 혼합하고, 이를 연소시켜 연소로(11)의 내부 둘레를 따라 권취 형태로 배치된 전열관(12)을 순환하는 오일 등의 열매를 가열하여 열교환에 의한 온수나 스팀을 만들어 난방이나 산업용 열 공급 등을 위한 용도로 사용할 수 있는 구조로 이루어져 있다.
여기서, 보일러부(10)는 연소로(11)의 상부와 연결된 연도에서 배출되는 연소가스의 여열을 이용해서 연소용 공기를 예열하여 연소로(11)에 공급하는 공기 예열기(14)와 연도를 통해 배출되는 연소가스를 지면으로부터 일정 높이 이상으로 배출하는 스택(15)을 포함하여 구성되어 있다.
또한, 연소로(11)는 지면에 대하여 수직으로 세워 설치되어 있고, 연소기(13)는 연소로(11)의 상부 중앙에서 하향으로 설치되어 외부로부터 공급되는 LNG 또는 LPG 등의 가스연료나 CH4+H2, 혹은 석유, 벙커(Bunker)-C유 등의 가연성 연료를 이용하여 화염을 생성함으로써 연소로(11) 내부의 전열관(12)을 순환하는 열매를 가열함과 동시에 노즐(70)을 통해 연소로(11) 내부로 분사되는 휘발성유기화합물 가스의 원활한 연소를 돕는다.
석션 후드(20)는 외부에서 반입되는 탱크로리의 밀폐식 탱크 내에 충전된 휘발성유기화합물 가스를 그 탱크 내의 잔류공기를 자동적으로 배출시켜 유체의 원활한 흐름을 유도하는 에어 밴트를 통해 일정 압력으로 빨아들이기 위해 다수 개가 일정 간격을 두고 공중에 일정 높이로 매달린 상태로 각각 설치되어 있다.
여기서, 석션 후드(20)는 탱크로리 혹은 각종 화학 반응용기(reactor)의 에어 밴트를 통해 배출되는 휘발성유기화합물 가스를 원활하고 수월하게 포집하기 위해 하부로 갈수록 점차 폭이 넓어지는 형상의 스커트(skirt)와, 또 휘발성유기화합물 가스를 강제로 빨아들이기 위한 팬 또는 송풍기를 포함하여 구성되어 있다.
인테이크 파이프(30)는 다수 개의 석션 후드(20)를 통해 각각 흡입되는 휘발성유기화합물 가스를 녹아웃 드럼(40)으로 모이도록 석션 후드(20)와 녹아웃 드럼(40)을 기밀하게 연결한다.
여기서, 석션 후드(20)와 인테이크 파이프(30) 사이에는 휘발성유기화합물 가스의 통로를 개폐하는 제1밸브(21)가 구비되어 있어 외부에서 휘발성유기화합물 가스가 반입되지 않거나 보일러부(10)의 가동을 중지할 경우 외부 공기가 석션 후드(20)와 인테이크 파이프(30)를 통해 녹아웃 드럼(40) 및 연소로(11)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
녹아웃 드럼(40)은 인테이크 파이프(30)를 통해 유입되는 휘발성유기화합물 가스 중의 미스트(mist)를 분리 포집한다.
즉, 녹아웃 드럼(40)은 휘발성유기화합물 가스 중 휘발성이 높은 휘발성유기화합물 가스의 일부가 응축되어 발생하는 미스트(mist)를 제거하여 연소 과정에서 화염이 스택(15)의 외부로 비산되는 것을 방지한다.
여기서, 녹아웃 드럼(40)과 블로워(50) 사이를 연결하는 관로상에는 그 관로 내의 압력이 소정 압력 이상이 되었을 때 휘발성유기화합물 가스의 일부를 다른 탱크나 외부로 배출 및 분출시켜 관로 내의 압력을 설정값 이하로 일정하게 유지하도록 제어하는 압력제어밸브(41)가 구비되어 있다.
또한, 녹아웃 드럼(40)과 블로워(50) 사이를 연결하는 관로상에는 휘발성유기화합물 가스의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 제2밸브(42)가 구비되어 있다.
아울러 녹아웃 드럼(40)의 하부에는 휘발성유기화합물 가스 중에서 분리 포집된 미스트(mist)를 용이하게 배출하기 위한 밸브(미부호)가 구비되어 있다.
블로워(50)는 녹아웃 드럼(40)을 통과한 휘발성유기화합물 가스를 노즐(70)로 압송하도록 녹아웃 드럼(40)과 노즐(70) 사이에 설치되어 있다.
여기서, 블로워(50)는 임펠러의 회전에 따른 원심력에 의해 케이싱 내 압력이 상승하면서 와류운동이 발생하고, 이로 인해 휘발성유기화합물 가스를 흡입구에서 토출구로 강한 흡입력과 토출압으로 흘려보내는 링블로워(ring blower)를 채택하여 적용하는 것이 바람직하나, 이에 국한하는 것은 아니며 예를 들어, 고압을 얻을 수 있고 효율이 높은 방폭형 송풍기를 채용할 수도 있다.
또한, 블로워(50)와 프레임 어레스터(80) 사이를 연결하는 관로상에는 휘발성유기화합물 가스의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 제3밸브(53)가 구비되어 있다.
노즐(70)은 블로워(50)에 의해 압송되는 휘발성유기화합물 가스를 연소로(11) 내부의 화염을 향해 분사하기 위해 연소로(11)의 상부에서 그 내부를 향해 삽입 설치되어 있다.
그리고 노즐(70)과 프레임 어레스터(80) 사이를 연결하는 관로상에는 휘발성유기화합물 가스와 화염이 프레임 어레스터(80)로 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브(61)가 구비되어 있다.
프레임 어레스터(80)는 화염이 블로워(50) 쪽으로 역화해서 폭발하는 것을 방지하기 위해 블로워(50)와 노즐(70) 사이를 연결하는 관로상에 설치되어 있다.
여기서, 프레임 어레스터(80)는 노즐(70)이 막히거나 과열되어 화염 또는 고온 가스가 유입되면 서모 스타트가 움직여 밸브를 닫아 고온 가스를 차단하는 구조나 또는 역화되는 화염을 우회 지연시켜 역화와 동시에 일어나는 압력 상승에 의해 압착 밸브를 작동시켜 역화 화염보다 빨리 휘발성유기화합물 가스의 공급을 멈추어서 화염 끄는 우회로 방식을 채용할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러의 작동원리 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 보일러부(10)의 연소기(13)에 LNG 또는 LPG 등의 가스연료나 혹은 석유, 벙커(Bunker)-C유 등의 가연성 연료를 공급하고 점화시켜 화염을 일으키면 연소로(11) 내부의 공기는 화염을 따라 하강하면서 가열된 후, 원주 방향으로 확산되면서 전열관(12) 주위를 따라 상승하여 연도를 통해 공기 예열기(14)로 배출된다. 이와 동시에 연소로(11) 내부의 전열관(12)을 순환하는 열매는 고온의 공기에 의해 가열된다.
이 상태에서 석션 후드(20)와 블로워(50)를 작동시켜 노즐(70)을 통해 연소로(11) 내부로 휘발성유기화합물 가스를 분사한다. 이때, 휘발성유기화합물 가스는 녹아웃 드럼(40)을 거치면서 응축에 의해 발생된 미스트(mist)가 제거되고 공기와 혼합된 상태로 노즐(70)을 통해 연소로(11) 내부의 화염을 향해 분사되어 자연스럽게 연소가 이루어진다.
즉, 휘발성유기화합물 가스가 기존의 축열산화 및 연소처리장치와 같은 별도의 설비나 보조연료 없이 보일러부(10)의 연소로(11) 내에서 연소기(13)의 가스연료가 연소되면서 발생하는 화염에 의해 직접적으로 연소 및 혼소됨으로써 악취발생 없이 완전한 소각처리가 이루어진다.
이 과정에서 체크 밸브(61)는 휘발성유기화합물 가스를 연소로(11) 쪽 방향으로만 흐르게 하고 반대 방향으로는 흐르지 못하도록 하며, 만일 이 체크 밸브(61)의 이상으로 인해 휘발성유기화합물 가스나 화염이 블로워(50) 쪽으로 역행할 경우 프레임 어레스터(80)가 2차에 걸려 화염의 역류 및 휘발성유기화합물 가스의 공급을 이중 차단함으로써 그에 따른 역화 및 폭발사고를 확실하게 방지한다.
이처럼 본 발명의 제1실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러는 휘발성유기화합물 가스를 직접 연료로 사용하여 가열원인 연소기(13)의 연료와 동시에 혼소시킴으로써 연소기(13)의 연료 사용량을 대폭적으로 줄여 보일러의 가동에 따른 연료비 절감은 물론 휘발성유기화합물 가스를 별도로 소각처리하기 위한 보조연료 에너지의 낭비를 막아주어 생산효율과 경제성을 크게 향상시킬 수 있다.
<제2실시 예>
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러는 크게 보일러부(10), 석션 후드(20), 인테이크 파이프(30), 녹아웃 드럼(40), 블로워(50), 매니폴드(60), 노즐(70), 프레임 어레스터(80)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 본 발명의 제2실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러와 관련한 구성요소 중 상술한 제1실시 예와 동일 또는 유사한 작용효과를 갖는 구성요소는 그와 동일한 참조부호를 사용하며, 그에 대한 반복적이고 구체적인 설명은 생략한다.
블로워(50)는 녹아웃 드럼(40)을 통과한 휘발성유기화합물 가스를 매니폴드(60)로 압송하도록 녹아웃 드럼(40)과 매니폴드(60) 사이에 설치되어 있다.
매니폴드(60)는 블로워(50)에 의해 압송되는 휘발성유기화합물 가스를 보일러부(10)의 연소로(11) 내부를 향해 여러 방향으로 분기시키기 위해 연소로(11)의 상부에 마치 원형 링 형태로 설치되어 있다.
그리고 매니폴드(60)와 프레임 어레스터(80) 사이를 연결하는 관로상에는 휘발성유기화합물 가스와 화염이 프레임 어레스터(80)로 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브(61)가 구비되어 있다.
노즐(70)은 매니폴드(60) 내의 휘발성유기화합물 가스를 연소로(11) 내부의 여러 곳과 방향으로 분사하기 위해 매니폴드(60) 상에 다수 개가 연소로(11)의 중심부를 향해 방사상으로 각각 연결된 채로 연소로(11)의 상부에서 그 내부를 향해 삽입 설치되어 있다.
즉, 노즐(70)은 연소로(11)의 상측 둘레를 따라 설치된 매니폴드(60)에 적어도 하나 이상이 연결되어 블로워(50)에 의해 압송되는 휘발성유기화합물 가스를 연소로(11) 내부로 고르게 분사한다.
프레임 어레스터(80)는 화염이 블로워(50) 쪽으로 역화하는 것을 방지하기 위해 블로워(50)와 매니폴드(60) 사이에 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러는 매니폴드(60)에 의해 다수 개의 노즐(70)이 연소로(11) 상부에 방사상으로 배치되어 있기 때문에 휘발성유기화합물 가스가 연소로(11) 내부로 균형적으로 분사될 수 있고, 이로 인해 휘발성유기화합물 가스가 연소로(11) 내에서 연소기(13)의 화염과 균일하게 접촉되어 더욱 효과적이면서 안정적으로 혼소될 수 있다.
즉, 매니폴드(60) 및 다수 개의 노즐(70)에 의해 휘발성유기화합물 가스의 공급 및 분배가 여러 방향에서 동시에 이루어지므로 휘발성유기화합물 가스의 분사에 따라 화염이 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지하고, 아울러 특정 위치로 과도한 공급에 의한 연소 불량을 방지할 수 있다.
부언하면, 휘발성유기화합물 가스의 분사에 의해 연소로(11) 내부의 기압이 불균형하게 되면, 화염이 어느 한쪽으로 쏠려 전열관(12)에 직접 접촉되고, 이로 인해 전열관(12)의 파손 및 국부과열, 탄화 등과 같은 문제를 유발할 수 있는데, 본 발명의 제2실시 예에 따른 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러는 매니폴드(60)와 다수 개의 노즐(70)의 배치 특성상 휘발성유기화합물 가스와 연소기(13) 연료의 혼소 과정에서 연소로(11) 내부의 화염 균형이 깨지거나 연소가 불완전하게 이루어지는 것을 막을 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백하다.
그러므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.
10: 보일러부 11: 연소로
12: 전열관 13: 연소기
14: 공기 예열기 15: 스택
20: 석션 후드 21: 제1밸브
30: 인테이크 파이프 40: 녹아웃 드럼
41: 압력제어밸브 42: 제2밸브
50: 블로워 53: 제3밸브
60: 매니폴드 61: 체크밸브
70: 노즐 80: 프레임 어레스터

Claims (5)

  1. 연소기가 연소로 내부의 전열관을 순환하는 열매를 가열하여 온수나 스팀을 만드는 열매체 보일러에 있어서,
    휘발성유기화합물 가스를 일정 압력으로 빨아들이는 적어도 하나 이상의 석션 후드;
    상기 석션 후드를 통해 각각 흡입되는 휘발성유기화합물 가스를 한 곳으로 모으는 인테이크 파이프;
    상기 인테이크 파이프와 연결되어 휘발성유기화합물 가스 중의 미스트(mist)를 분리 포집하는 녹아웃 드럼;
    상기 녹아웃 드럼을 통과한 휘발성유기화합물 가스를 압송하는 블로워;
    상기 연소로의 상부에 설치되어 상기 블로워에 의해 압송되는 휘발성유기화합물 가스를 상기 연소로 내로 분사하는 노즐; 및
    상기 블로워와 상기 노즐 사이에 설치되어 화염이 상기 블로워 쪽으로 역행하는 것을 방지하는 프레임 어레스터;
    를 포함하는 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러.
  2. 연소기가 연소로 내부의 전열관을 순환하는 열매를 가열하여 온수나 스팀을 만드는 열매체 보일러에 있어서,
    휘발성유기화합물 가스를 일정 압력으로 빨아들이는 적어도 하나 이상의 석션 후드;
    상기 석션 후드를 통해 각각 흡입되는 휘발성유기화합물 가스를 한 곳으로 모으는 인테이크 파이프;
    상기 인테이크 파이프와 연결되어 휘발성유기화합물 가스 중의 미스트(mist)를 분리 포집하는 녹아웃 드럼;
    상기 녹아웃 드럼을 통과한 휘발성유기화합물 가스를 압송하는 블로워;
    상기 연소로의 상부에 설치되어 상기 블로워에 의해 압송되는 휘발성유기화합물 가스를 여러 곳으로 분기하는 매니폴드;
    상기 매니폴드에 연결 설치되어 휘발성유기화합물 가스를 상기 연소로 내로 분사하는 적어도 하나 이상의 노즐; 및
    상기 블로워와 상기 매니폴드 사이에 설치되어 화염이 상기 블로워 쪽으로 역행하는 것을 방지하는 프레임 어레스터;
    를 포함하는 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 녹아웃 드럼과 상기 블로워 사이를 연결하는 관로상에 설치되어 그 관로 내의 압력을 일정하게 유지하거나 압력을 제어하는 압력제어밸브; 및
    상기 매니폴드와 상기 프레임 어레스터 사이를 연결하는 관로상에 설치되어 휘발성유기화합물 가스와 화염이 상기 프레임 어레스터로 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브;
    를 더 포함하는 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 석션 후드와 상기 인테이크 파이프 사이에 설치되어 휘발성유기화합물 가스의 유로를 개폐하는 제1밸브;
    상기 녹아웃 드럼과 상기 블로워 사이를 연결하는 관로상에 설치되어 휘발성유기화합물 가스의 유로를 개폐하는 제2밸브; 및
    상기 블로워와 상기 프레임 어레스터 사이를 연결하는 관로상에 설치되어 휘발성유기화합물 가스의 유로를 개폐하는 제3밸브;
    를 더 포함하는 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 석션 후드는 외부에서 반입되는 탱크로리의 밀폐식 탱크 내에 충전된 휘발성유기화합물 가스를 그 탱크 내의 잔류공기를 자동적으로 배출시켜 유체의 원활한 흐름을 유도하는 에어 밴트를 통해 흡입하는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 소각로 겸용 열매체 보일러.
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