KR20240080252A - 쓰레기 소각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쓰레기 소각장치에 관한 것으로, 쓰레기가 투입되어 컨베이어벨트를 타고 이송되면 1,2차 건조실에서 단계적으로 건조시켜 계단형 연소실로 보내어 정체없이 연소시킨 후 증기를 다시 건조실과 소각실 및 연소실로 반복 순환시켜 연소효율을 향상시키고 연소실에서는 미세소각물을 고온으로 완전히 연소시켜 열교환기를 통해 보일러 또는 증기발전기를 구동하는데 유용하게 활용하도록 한 것이다.
본 발명은 컨베이어 벨트(2)를 타고 이동되는 쓰레기를 제1,제2건조실(3)(4)에서 단계적으로 건조시키면 소각실(6)에서 건조된 쓰레기를 다수의 버너로 소각하며, 상기 소각실(6)에서 소각된 쓰레기가 쌓이면 도어를 통해 연소실(8)로 이동되어 버너(11)로 완전 연소시키고, 상기 연소실(8)에서 발생된 증기를 열교환기(21)에서 열교환시켜 보일러(22) 및 증기발전기(24)로 활용하며, 상기 연소실(8)의 증기를 마이크로웨이브(20)로 가열하여 1차,2차건조실(3)(4)로 순환시킨 후 소각실 (6) 및 연소실(8)로 반복 순환시켜 증기활용을 극대화하도록 한 것이다.

Description

쓰레기 소각장치{A garbage incineration system}

본 발명은 쓰레기 소각장치에 관한 것으로, 특히 쓰레기가 투입되어 컨베이어벨트를 타고 이송되면 1,2차 건조실에서 단계적으로 건조시켜 계단형 연소실로 보내어 정체없이 연소시킨 후 증기를 다시 건조실과 소각실로 순환시켜 연소효율을 향상시키고 연소실에서는 미세소각물을 고온으로 완전히 연소시켜 열교환기를 통해 보일러 또는 증기발전기를 구동하는데 활용하도록 한 것이다.

최근, 물질 및 문명 생활이 점점 풍요해짐에 따라 각 가정이나 산업시설에서 배출되는 쓰레기의 양이 비약적으로 증가하게 되어 사회 및 환경 문제화되고 있으며, 쓰레기를 소각하여 처리하는 소각장치가 널리 사용되고 있다.

종래의 쓰레기 소각장치는 전면에 쓰레기를 투입할 수 있는 투입구와, 소각 후 발생하는 재를 제거할 수 있는 배출구가 설치된 본체로 구성하여, 쓰레기를 올려 놓을 수 있는 다수의 거름대를 로내부의 측벽에 고정설치하고, 본체외부에는 로의 내부에 공기를 공급하여 주는 송풍기와 화염을 방사하는 버너를 소각로의 내부와 연결설치하여 구성하였다.

이와 같은 종래의 소각장치를 이용하여 쓰레기를 소각시 본체에 형성된 투입구를 통해 소각하고자 하는 쓰레기를 투입하여 소각로내부의 거름대위에 적재하고, 송풍기와 버너를 가동시켜 소각로내부의 쓰레기를 소각하였다.

그러나 상기와 같은 종래 소각장치를 이용하여 쓰레기 소각시 쓰레기가 완전히 건조되지 않은 상태에서 그대로 소각하므로 소각효율이 저하되었고, 소각로에서 한번만 소각하므로 완전한 소각이 이루어지지 않음은 물론, 소각시 발생되는 열을 재사용하지 못하고 그대로 버리고 있다.

종래의 소각장치는 연소실 내에 공급되는 공기가 측벽뿐 아니라 저벽 및 상벽으로부터 입체적으로 분사되고 연소실 내에 와류를 발생함으로써 연소효율이 향상되도록 하고 있으며, 소각로의 연소실 내의 온도를 높이기 위하여 외벽을 3중벽으로 하여 1차벽과 2차벽 사이에 공기를, 2차벽과 3차벽 사이에는 냉각수를 공급하도록 하는 소각기도 제안되어 있다.

그러나 상기 종래의 소각로는 공기 노즐이 연소실 내부에 그대로 노출되거나 소각로의 이중 벽체의 내부에 매입하여 설치되고, 공기 노즐이 연소실 내부에 그대로 노출되는 경우에는 수백도에 이르는 연소실 내부의 고온 환경으로 인하여 금속 재료인 노즐에 심각한 변형이나 파손이 발생하며, 이중 벽체의 내부에 공기 노즐을 매입하여 설치하는 경우 공기 노즐의 유지 보수 및 교체가 불가능하다.

또한, 종래의 소각로들은 연소실 내에서 연소가 모두 이루어진 후 바로 싸이클론으로 배기되는데 이럴 경우 연소가스의 완전연소가 어려우며, 연소실 내부에서 형성되는 고온의 폐열 에너지의 상당 부분이 회수되지 못하고 그대로 공기 중으로 버려지는 문제가 있다.

종래에는 연소실의 배출구를 중심으로 좌우 대칭되는 경사면이 형성되기 때문에 배출구측에 폐기물이 누적된 상태에서 폐기물의 상부로부터 건조, 열분해, 가스화, 직연소 및 바닥재 연소의 순서로 소각이 이루어지므로 연소에 요구되는 적당한 온도가 유지되지 않으면, 연소시 발생되는 점액이 내화물 표면과 노즐 구멍에 유입되어 내화물 표면과 노즐이 막히는 문제가 있다.

또한, 종래에는 폐기물이 저장되는 저장조와 연소실이 서로 연결되어 통하도록 개방된 후에 폐기물의 투입이 이루어지므로 연소실을 개방하는 댐퍼에 이물질이 잔존하여 연소실 내부의 고열에 대한 내구성이 떨어지고, 주기적으로 소각장치를 정지시키고 수리작업 및 교체작업을 해야 하는 문제가 있다.

특허출원번호 제10-2004-0040679호 특허출원번호 제10-2020-0105330호

본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 컨베이어를 타고 이동되어 오는 쓰레기를 1,2차건조기에서 단계적으로 건조시킨 상태에서 소각실에서 소각한 후 다시 연소실로 보내어 미세소각물을 다시 고온으로 완전 소각하며, 연소시 발생되는 고열을 활용하여 열교환기를 통해 보일러 또는 증기발전기를 구동시켜 효율적으로 활용하도록 한 쓰레기 소각장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 투입된 쓰레기가 이동되어 오면 단계적으로 건조시키는 제1,제2건조실, 상기 제1,제2건조실에 의해 건조된 쓰레기를 정체없이 이동시키면서 버너로 소각하는 소각실과, 상기 소각실에 의해 소각된 쓰레기를 다시 버너와 에어로 완전 연소시키는 연소실, 상기 연소실에서 발생된 증기를 열교환시켜 보일러나 증기발전기로 활용하는 열교환기, 상기 연소실의 증기를 마이크로웨이브를 거쳐 1차,2차건조실로 순환시킨 후 소각실로 순환시켜 증기를 활용하도록 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 소각실이, 계단식으로 설치되고 계단의 경사면마다 각각 버너가 설치되어 쓰레기가 정체없이 단계적으로 이동되면서 소각되도록 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 연소실이, 내외측 철판의 하부에 다수의 버너가 설치되고, 상기 버너의 하부에 망이 설치되며, 상기 망의 하부에 에어노즐로부터 에어가 공급되며, 상기 에어노즐의 하부에는 센서가 설치되어 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 연소실의 물순환부를 통해 증기가 이동되어 열교환기에서 열교환되어 보일러, 증기발전기에 증기를 보내어 활용하도록 구성함을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은, 컨베이어벨트를 타고 이동되어 오는 쓰레기를 단계적으로 건조시킨 상태에서 소각실에서 교반 및 고온에서 소각함과 함께 연소실에서 미세소각물을 다시 완전연소시켜 발생되는 증기로 보일러 및 증기발전기를 가동시켜 활용하도록 하고, 증기를 마이크로웨이브를 통해 가열시켜 다시 건조실과 소각실 및 연소실로 반복하여 순환시킴으로써 효율적인 건조와 소각 및 연소가 이루어지게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 쓰레기 소각장치의 개략적인 구성도
도 2는 본 발명의 연소실 하부의 망과 에어노즐의 구성을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 쓰레기 소각장치의 개략적인 구성도로이고, 도 2는 본 발명의 연소실 하부의 망과 에어노즐의 구성을 나타낸 도면으로, 이에 도시된 바와 같이, 쓰레기 투입함(1)을 통해 투입된 쓰레기가 컨베이어 벨트(2)를 타고 이동되면 단계적으로 건조시키는 제1,제2건조실(3)(4)과, 상기 제1,제2건조실(3)(4)에 의해 건조된 쓰레기를 다수의 버너(7)로 소각하기 위해 계단식으로 설치된 소각실(6)과, 상기 소각실(6)에 의해 소각된 쓰레기를 다시 버너(11)로 완전 연소시키기 위한 연소실(8)과, 상기 연소실(8)에서 발생된 증기를 열교환시켜 보일러(21)나 증기발전기(24)로 활용하기 위한 열교환기(21)와, 상기 연소실(8)의 증기를 마이크로웨이브(20)를 거쳐 1차,2차건조실(3)(4)로 순환시킨 후 다시 소각실(6)로 순환시켜 증기를 활용하도록 구성한 것이다.

상기 소각실(6)이, 계단식으로 설치되고, 계단의 경사면마다 각각 버너(7)가 설치되어 쓰레기들이 경사면에 의해 정체되지 않고 쉽게 이동되면서 단계적으로 소각되도록 구성된 것이다.

상기 연소실(8)이, 내외측 철판의 하부에 다수의 버너(11)가 설치되고, 상기 버너(11)의 하부에는 망(12)이 설치되며, 상기 망(12)의 하부에서 상부로, 콤프레셔(13)와 연결된 에어노즐(15)로부터 에어가 공급되며, 상기 에어노즐(15)의 하부에는 센서(14)가 설치되어 소각재가 쌓이면 도어가 열리면서 컨베이어벨트(16)를 통해 외부의 집진기(17)로 소각재가 보내지도록 구성된 것으로, 단, 상기 에어노즐(15)이 중심에서 상방으로 에어를 분사하도록 구성됨과 함께 버너(11)쪽으로 에어를 분사하도록 경사지게 설치되어 구성된 것이다.

상기 연소실(8)의 물순환부(25)를 통해 증기가 이동되어 열교환기(21)에서 열교환되어 보일러(22)나 증기발생기(23), 증기발전기(24)에 증기를 보내어 활용하도록 구성된다.

도면중 미설명 부호 9는, 소각실(6)에서 연소실(8)로 더운 증기를 보내기 위한 배출관이며, 26, 27, 28은 증기를 순환시키기 위한 순환 배관이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명은 쓰레기 투입함(1)을 통하여 쓰레기가 투입되면, 컨베이어 벨트(2)를 통하여 1차건조실(3)로 이동되어 1차적으로 건조가 이루어진 후 다시 2차건조실(4)로 보내져 2차적으로 70-80% 건조가 이루어짐으로써 쓰레기들이 건조물(5)로 변환되는 것이다.

상기와 같이 쓰레기의 건조가 이루어진 상태에서 다시 컨베이어(2)를 통하여 건조된쓰레기(건조물)가 소각실(6)로 이동되는데 이때 소각실(6)이 계단 구조로 이루어져 있으면서 각 계단의 경사면 마다 버너(7)가 설치되어 있어 쓰레기가 경사면에 의해 정체되지 않으면서 쉽게 단계별로 이동되어 효율적으로 소각되는 것으로, 소각실(6)내의 증기는 배관(28)을 통해 순환됨과 함께 배출관(9)을 통하여 연소실(8)로 배출된다.

또한, 상기 소각실(6)에서 소각된 쓰레기가 소각실(6)의 계단 하단에 쌓이면 연소실(8)과 연결된 도어가 열리면서 쓰레기가 연소실(8)로 이동되어 망(12)위에 쌓이게 되며 이 상태에서 연소실(8)측벽에 설치된 다수의 버너(11)에 의해 쓰레기의 연소가 이루어진다.

이때, 버너(11)의 하부에 설치된 망(12)의 하부에서 상부로 에어노즐(15)을 통하여 에어가 불어주게 됨으로써 쓰레기가 버너(11)에 의해 완전 소각이 이루어지게 되는 것으로, 상기 에어노즐(15)은 외부의 콤프레셔(13)와 연결되어 있다.

즉, 상기 에어노즐(15)이 중심에서 상방으로 에어를 분사함과 동시에 측면에서 버너(11)쪽으로 에어를 분사하도록 경사지게 설치되어 있어 에어가 회전하면서 휘몰아쳐 상방으로 올라가면서 버너(11)의 불길이 효율적으로 미세소각물을 완전 연소하게 된다.

또한, 상기 망(12)을 통하여 밑으로 떨어지는 소각재가 컨베이어 벨트(16)에 일정량 쌓이면 센서(14)에서 이를 감지하여 컨베이어 벨트(16)를 구동시켜 이러한 소각재를 외부의 집진기(17)로 배출하게 된다.

한편, 상기 연소실(8)은 외측철판과 내측철판사이에 단열재(10)가 삽입되므로 연소실(8)내의 고온이 외부로 빠져나가지 않고 단열이 계속 유지되어 안정화된 연소 조건을 이루게 된다.

따라서, 연소실(8)에서 쓰레기의 소각이 이루어지지만, 미세소각물은 연소실(8)에서 연소된 상태에서 콤프레셔(13)의 펌핑에 의해 연소실(8)에서 상방으로 이동되어 이동관(18)을 통하여 마이크로웨이브(20)로 유입됨과 동시에 수조(미도시됨)의 물이 동시에 물순환부(25)를 통하여 유입되면서 열교환기(21)로 보내져 열교환기(21)에 의해 물이 데워짐으로써 보일러(22) 및 증기발생기(23)를 거쳐 증기발전기(24)를 구동하는데 활용된다.

또한, 상기 연소실(8)에서 상부로 이동되는 가스가 이동관(18)을 통하여 마이크로웨이브(20)로 유입되는데, 이 마이크로 웨이브(20)에서 가스(증기)를 1800℃-2300℃로 가열시켜 더욱 뜨거운 열기로 변환되어 배관(26)을 통해 1차건조실(3)과 2차건조실(4)로 동시에 보내지게 된다.

따라서, 건조실(3)(4)내에는 뜨거운 증기가 동시에 유입되므로 쓰레기 건조가 더욱 효율적으로 진행되며, 상기 1차,2차건조실(3)(4)을 통하여 유출되는 증기가 배관(27)을 통해 다시 소각실(6)로 유입되어 쓰레기의 소각이 더욱 효율적으로 이루어지게 되는 것으로, 상기 소각실(6)의 더운 증기가 다시 배출관(9)을 통하여 연소실(8)로 유입됨으로써 증기의 순환이 반복적으로 이루어져 쓰레기의 소각 및 연소 효율을 최대한 극대화시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명에서는 쓰레기가 투입함(1)을 통해 유입되면, 먼저 1,2차 건조기(3)(4)에서 단계적으로 건조시킨 후 소각실(6)에서 경사진 계단에 설치된 버너(7)에 의해 70-80% 소각되어 연소실(8)로 보내지므로 연소실(8)에서 다시 버너(11)에 의한 고열로 완전연소시켜 열교환기(21)를 통해 고열을 보일러(22)나 증기발전기(24) 등에 효율적으로 활용할 수 있음은 물론, 더운 증기를 다시 건조실(3)(4)과 소각실(6) 및 연소실(8)로 순환시켜 쓰레기의 소각 및 연소효율을 증대시키게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은 상기 실시예에 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 다양한 실시예를 통하여 더욱 유용하게 적용할 수 있음은 물론이다.

1:쓰레기 투입함 2,16:컨베이어 벨트
3:1차건조실 4:2차건조실
5:건조물 6:소각실
7,11:버너 8:연소실
9:배출관 10:단열재
12:망 13:콤프레셔
14:센서 15:에어노즐
17:집진기 18:이동관
19:가스센서 20:마이크로웨이브
21:열교환기 22:보일러
23:증기발생기 24:증기발전기
25:물순환부 26,27,28:배관

Claims (2)

1. 컨베이어 벨트를 타고 이동되는 쓰레기를 단계적으로 건조시키는 제1,제2건조실과,
   상기 제1,제2건조실에 의해 건조된 쓰레기를 소각하기 위해 경사지게 계단식으로 설치함과 함께 버너를 설치하여 쓰레기가 경사면에 의해 정체되지 않고 쉽게 이동되도록 하는 소각실과,
   상기 소각실에 의해 소각된 쓰레기가 쌓이면 도어를 통해 이동되어 다시 버너로 완전 연소시키기 위한 연소실과,
   상기 연소실에서 발생된 증기를 물순환부를 통해 열교환시켜 보일러나 증기발전기로 활용하기 위한 열교환기와,
   상기 연소실의 증기를 마이크로웨이브로 가열하여 1차,2차건조실로 순환시킨 후 소각실 및 연소실로 반복적으로 순환시켜 증기활용을 극대화하도록 구성된 것을 특징으로 하는 쓰레기 소각장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 연소실이,
   내외측 철판의 하부에 다수의 버너가 설치되고, 상기 버너의 하부에는 망이 설치되며, 상기 망의 하부에서 상부로, 콤프레셔와 연결된 중심 에어노즐로부터 에어가 상방으로 공급되면서 측면에 경사지게 설치된 다수 에어노즐에 의해 공기가 회전하면서 상방으로 휘몰아쳐 올라가 버너에 의한 완전연소가 이루어지고, 상기 에어노즐 하부에는 센서가 설치되어 소각재가 쌓이면 도어가 열리면서 컨베이어 벨트를 통해 외부 집진기로 보내지도록 구성한 것을 특징으로 하는 쓰레기 소각장치.