KR820001572B1 - 폐기물질의 소각장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폐기물질의 소각장치

제1도는 본 발명에 의한 소각로 장치의 수직단면도.

제2도는 본 발명에 의한 소각로의 다른 형태의 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 소각로의 또 다른 형태의 단면도.

제4도는 본 발명에 의한 소각로의 또다른 형태의 수직 단면도.

제5도는 제4도의 소각로의 Ⅴ－Ⅴ선 수평단면도.

본 발명은 상하로 연결 배치된 2개의 실 즉 예연실과 후연실로 구분되어 고형폐기물 또는 액체가 함유된 폐기물을 소각하는 폐기물의 소각장치에 관한 것이다.

종래에는 연소실, 주연소실, 후연실이 상하로 상호 연속된 실(室)이 그레이트(grate)로 분리된 쓰레기 소각 장치가 알려져 있다. 여기서 주연소실은 직접 후연실로 연통되어 있지 않고 후연실안에 배치된 내화재로 된 관에 연통되고 있으므로 그레이트 후방에 있는 주연소실로 부터 나오는 가스와 연소 잔류물은 그 아래의 후연실로, 즉 후연실의 저부에 설치되어 있고 폐색 가능한 개구를 가진 플랩(flap)쪽으로 보내져서 잔류물은 이 플랩위에 쌓이고 가스는 상방의 환상실(環狀室)로 방향을 바꾸어 후연실 측방의 개구로 배출 된다.

이 장치를 구분하는 상기 그레이트는 독일 공개특허공보(OS) 제2444125호에 기재된 바와 같이 수평측에 각각 요동가능하게 지지된 적어도 2개의 부재로 구성된다.

방사성 폐기물의 처리를 고려해서 고안된 이 장치의 목적은 간단하고 소형의 구조로 되어 있고 용이하고 안전한 조작으로 후연실 출구에서 연소가능한 성분이 거의 없는 연소 잔류물과 배기가스를 얻는 것이었다.

연소 잔류물은 그레이트를 움직여서 걸러지게 되고 연소되지 않는 미소한 잔류물은 플랩이 있는 하방향으로 낙하시킨 후 그 플랩위에서 산소를 함유한 뜨거운 가스와 접촉시켜 완전히 소각하지 않으면 안된다.

(미국특허 제 4,048,927)

상술한 장치에 의하면, 폐기물은 단속적으로 소각로에 장입시킬때는 각종 폐기물을 거의 완전 연소시킬수가 있다.

그러나 주연소실과 후연소실 사이에 그레이트를 설치한 이 장치는 폐기물의 크기와는 아무 관계가 없는 이점이 있는 반면 다른 한편으로는 그레이트가 막히는 경향이 있어 효율이 떨어지고 냉각 문제가 발생하는 등의 결점이 있었다.

이상의 공지기술에 대하여 본 발명은 여러가지 다른 종류의 폐기물을 그레이트로 걸르지 않고 연소시키는 것을 근본 목적으로 하고 있다. 즉 연소특성에 따라서 장치를 통과하는 폐기물과 가스의 흐름을 제어시켜 그 진로를 바꾸게 하는 것과, 특히 연소특성에 따라 예연실의 각부에 생성되는 작은 크기의 폐기물 입자만을 하방의 후연실로 보내지도록하고, 동시에 화상의 열용량중의 대부분이 상방의 건조과정, 중간의 탈가스과정, 하방의 기화과정에서 충분히 이용되도록 공급되게하고 그 물질의 입자를 층에 따라 달라지게 하는 것을 기본 목적으로 한다.

처음에 상술한 종류의 공지된 장치로부터 이와 같은 목적을 본 발명에서는 다음과 같이 해결하였다.

즉 화상(fire bed)과 이화상위에서 열분해되는 폐기물질을 지지하는 슬로우스 게이트부재가 열분해예연실과 후연실사이에 설치되고 상기 슬로우스 게이트부재는 적어도 한개의 부재로 되어 있고 이 부재의 최선단에는 갭(gap)(이 갭을 통하여 폐기물질이 후연실로 낙하함)을 형성토록하여 상기 슬로우스 게이트부재가 수평축을 중심으로 수평위치에서 시작하여 하방향으로 선회함으로써 상기 갭의 크기가 변화한다.

상기 슬로우스 게이트부재를 외부에 있는 핸들이라든가 또는 구동장치에 의하여 제어함으로써 갭을 연속적 또는 단속적으로 변화시킬 수 있다. 바람직하게는 2개의 슬로우스 게이트부재를 사용함으로써 양쪽 슬로우스 게이트 부재의 선단과 선단사이의 갭을 제어한다.

다시 말하면 갭을 제어한다는 것은 예를 들어 왼쪽 슬로우스 게이트부재와 오른쪽 슬로우스 게이트부재가 다같이 축을 중심으로 수평위치에 있다가 어느 한쪽이 하강할때 그 반대쪽 부재가 그대로 수평위치에 머물러 있게되면 이 때의 갭은 커지게 되고 반대로 상가 하강위치에 있던 부재가 상승할때 상기 머물러 있던 부재가 하강하게 되면 이 때의 갭은 적어지는 것이다.

또한 바람직하게는 상기 슬로우스 게이트부재의 하측과 최선단측에 구멍이 형성되어 이를 통하여 후연실용의 2차공기를 공급하게 된다.

슬로우스 게이트부재로는 회전가능하게 지지되고 로울러형으로서 그 수직단면이 원형이거나 타원형, 또는 회전가능하거나 요동가능하게 지지되고 판상형으로서 그 단면이 직사각형이나 사다리꼴 또는 두부(頭部)를 절단한 원추형의 부재등이 사용될 수가 있다.

수평으로된 요동축의 경우에는 수평위치와 그 수평위치에 대하여 경사진 위치사이를 상하 왕복운동하는 판상 슬로우스 게이트부재를 설치하는것이 유리하며, 그 슬로우스 게이트부재의 요동축은 가스의 주류외측에 돌출된 실의 모서리를 따라 설치하는 것이 편리하다. 회전가능하게 지지되고 위에서 보아 원형이나 타원형의 판상 슬로우스 게이트 부재를, 수직축에 그리고 수평선에 대해서 경사진 상태로 지지할 수가 있으며, 구동장치로 회전시키거나 상하로 운동시킬 수가 있다. 슬로우스 게이트부재의 회전축 또는 요동축 부근에서 가스유입구와가스유출구가 서로 연통되도록 설치하는 것이 유리하다.

가스유출구는, 2차 공기를 예연실과 후연실사이의 이행(移行)구역으로 보내기 위하여, 슬로우스 게이트 부재의 화상과 반대측 및 또는 통로의 횡단면적을 이루는 표면부분에 배치하는것이 좋다. 놀라운것은, 판상요소의 경우, 그 운동중에 그 위에 재와 연소안된 성분의 찌꺼기로 이루어진 원추체가 형성되고, 이 찌꺼기 원추체는 이 영역에서 소각로의 높은 열용량을 효과적으로 보호하는 것이 입증되었다.

양 슬로우스 게이트부재의 작동범위 사이에 형성되는 통로의 횡단면적의 크기만큼 감소된 화상성분이 후연실로 반입되어 폐쇄 가능한 개구를 가진 플랩위에 백열하는 재(재)로 모이게 된다.

후연실에서는 예연실의 연소안된 잔류물과 열분해가스가 개폐부재를 통하여 공급되는 2차 공기에 의하여 완전 연소된다.

첨부도면에 의하여 본발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

제1도에 나타낸 바와 같이 통(1)에 도입된 연소재료는 간막이(3)를 거쳐서 호퍼(5)로 보내진다. 수평게이트밸브(7)가 열려 있을 때는 그 재료가 열분해 및 예연실(9)로 떨어진다. 버어너(11)는 장치를 시동시키기 위해 필요하다.

제어된 량의 1차연소공기가 도관(8)을 지나서 슬로우스 게이트부재(13)(13')가까이 까지 하방으로 뻗은 배플판(baffle plate)사이(도시안함)에 공급됨으로써 첨가연료를 넣지 않고서 폐기물의 예연소를 하게된다.

판상의 슬로우스 게이트부재(13)를(23')를, 도면에 표시한 수평위치와 수평선에 대하여 경사진 하방위치 사이에서 연속 및 불연속적으로 요동시켜 화상과 폐기물이 건조, 탈가스, 가스화의 과정중, 움직이고 섞이게 된다.

이 운동 때문에 예연실(9)과 후연실(15)로 사이의 자유통로 횡단면적이 변화한다.

이 운동은 모터나 핸드 크랭크 혹은 해드휘일 등의 구동수단(14)에 의해 이루어지며 미리 정해진 운동주기를 가질수도 있고 갖지 않을 수도 있다. 2개의 슬로우스 게이트부재(13)(13)의 운동은 제1도에는 나와있지 않으나 기어혹은 링크들에 의해 서로 연결되어 있다. 슬루우스 게이트 부재(13)(13')가 일으키는 스윙운동의 주기및 진폭은 예연실에의 폐기물 장입과 타고 남은 재의 하방 배출사이에 균형을 잡아줌으로써 화상의 체적을 일정하게 유지할 수 있도록 조절되어 있다. 예를 들면 평균 칼로리량이 3000Kcal/kg이고 장입량이 80kg/hr인 병원폐기물의 경우 0.005Hz의 주기로 15°의 진폭을 갖는 스윙운동이 적당한 것으로 알려져 있다.

속이빈 전자모양의 플랩으로 된 슬로우스 게이트부재(13)(13')에는 요동축부근에 유입구(13a)가 아래쪽에 유출구(13b) 및 끝쪽에 역시 유출구(13c)등이 형성되어 있다. 후연소를 위한 공기는 도관(12)으로부터 유입구(13a)를 거쳐서 공급된다.

슬로우스 게이트부재(13)하방에 있는 후연실(15)에는 2개의 재 배출용플랩 (17)이 하부에 설치되어 있는데 상기 플랩(17)위에는 화상으로 부터 백열하는 재가 떨어져 모이게 된다. 재를 배출시키는 플랩(17)하방에 있는 또 하나의 실(19)은 재를 냉각시키는데 필요하다. 냉각된 재는 직접 접속된 재배출 호퍼 및 관(21)과 그 하단에 위치한 재배출게이트(23)에 의하여 재통(25)으로 배출된다. 후연실(15)로부터 배출된 가스는 재 배출용 플랩(17)상방의 개구(27)를 지나 옆으로 간후 다시 위로 방향을 바꾸어 후연실벽에 충돌한후 계속해서 열분해 예연실 벽에 충돌한다.

이 배출가스는 필터(도시생략)를 통해서 도출되는데, 필터 표면에서 재의 입자가 분리된다.

상기 가스는 제2도에 더욱 상세히 나타낸 연도(30)를 따라 흡입도관(29)을 통해 소각로밖으로 배출된다.

최초연소실의 벽을 통해 전달되는 연소가스의 열은 열분해 예연실내에 있어서의 건조, 탈가스 및 가스화 과정에 충분한 열을 공급해주고 화상에서의 연소과정을 유지하는 중요한 역할을 맡는다. 이때 잔류물은 그 원재료가 보통의 쓰레기든 병원의 폐기물이든 혹은 썩은 고기이든 상관없이 무균의 더 이상 연소되지않는 재가 되어 나온다.

제2도는 제1도의 Ⅱ－Ⅱ선 횡단면도로서 슬로우스 게이트부재(13)의 평면도를 포함한다. 동도는 또한 열분해 예연실의 벽 및 후연실의 벽에 설치된 연소가스통로(30)의 단면을 포함한다. 폐기가스는 개구(27)를 통해 연소 가스통로(30)로 들어가고 제1도에 나온 도관(29)의 흡입에 의해 밖으로 배출된다. 제3도는 슬로우스 게이트부재가 위치한 부분에 대한 단면도이다. 동도를 보면 로울러형 슬루우스게이트부재들(33)이 서로 대향하고 있으며 수평축(31)에 의해 회동자재로히 설치되어있고 그 단면은 타원형이다.

이 슬루우스 게이트부재들의 회전은 서로 반대방향으로서 좌측슬로우스 게이트부재(33a)가 시계방향으로 돌때 우측슬루스 게이트부재(33b)는 시계반대방향으로 도는식으로 각각의 축 31a 및 31b 주위에 연속적으로 혹은 불연속적으로 회전하도록 되어 있다.

이 회전에 의해 슬루우스 게이트부재들 사이에는 여러가지 크기의 통과 단면이 발생된다.

열분해예연실에서 열분해된 잔류물이 슬루우스 게이트부재 사이를 통과할때는 또한 그교반효과가 그 잔류물에 작용되어 입자의 크기를 소망하는 크기로 줄이게 된다.

슬루우스 게이트부재의 구동은 수동으로 혹은 모터에 의해 이루어진다.

제4도와 제5도에는 슬루우스 게이트부재의 모양을 변형시킨 실시예가 나와있다.

동도에서 슬루우스 게이트부재(43a 및 43b)는 축(41)에 의해 지지되어 있으며, 그 축(41)은 슬루우스 게이트부재의 평면을 지나 열분해 예연실의 벽속을 수직으로 뻗어있다.

열분해예연실을 향한 슬루우스 게이트부재 표면은 상기실의 중앙부쪽으로 기울어진 상태의 평면이다.

제5도는 제4도의 Ⅴ－Ⅴ선 단면도이다.

동도에서 각 슬루우스 게이트부재 43a 및 43b는 서로 마주 보고 있는 측면이 원호상을 이루어 동시에 진자운동을 할 수 있도록 되어 있다. 따라서 도면에는 나와있지 않은 슬루우스 게이트부재의 구동수단에 의해 슬루우스 게이트부재의 운동이 일어나며 열분해 잔류물은 소정 크기이하로 되면 즉시 열분해 예연실의 밖으로 배출된다.

Claims (1)

1. 적어도 부분적으로 고체인 폐기물의 연소를 위한 통상의 소각로에 있어서, 상기 소각로는 후연실과, 상기 후연실위에 설치되며 바닥에는 적어도 하나의 슬루우스 게이트부재(Sluice gate)가 축에 의해 스윙 혹은 회전운동할 수 있도록 형성되어 하나 혹은 여럿의 상기 슬루우스 게이트부재 위에 화상의 입자들이 상기 후연실로 떨어질때 통과하는 통로의 크기를 크게 혹은 작게 조절할 수 있는 열분해예연실과, 소각로밖에 설치되어 있으며 각각의 상기 슬루우스 게이트 부재를 상기 축주위로 점진적이면서 동시에 간헐적으로 각 운동시킬 수 있는 수단과, 후연실로부터의 연소가스와 상기열 분해예연실에 열을 가하며 상기 실에서의 열분해를 촉진시킬 수 있도록 상기 열분해예연실 외벽을 따라 설치된 통로(30)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐기물질의 소각 장치.

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