KR930009920B1 - 건조 리프터형 폐기물 소각 회전 연소장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

건조 리프터형 폐기물 소각 회전 연소장치

제 1 도는 본 발명의 일실시예를 나타내기 위한 설치상태도.

제 2 도는 본 발명의 1차 챔버와 회전 연소로의 설치 상태도.

제 3 도는 본 발명의 회전 연소로 단면도.

제 4 도는 본 발명중 회전 연소로의 A-A선 단면도.

제 5 도는 본 발명중 회전 연소로의 연소실에 설치된 공기 노즐의 설치 상태도.

제 6a 도는 본 발명중 공기 노즐의 정면도, (b)는 본 발명중 공기 노즐의 단면도.

제 7 도는 본 발명중 공기 노즐의 노즐 출구 상세도.

제 8 도는 본 발명중 1, 2차 챔버의 설치 상태 단면도.

제 9 도는 본 발명중 건조실의 리프터 설치 상태도.

제 10 도는 본 발명 제 8 도의 평면도.

제 11 도는 본 발명 제 10 도의 C-C선 단면도.

제 12 도는 본 발명중 제 3 도의 B-B선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 건조실 2 : 연소실

3 : 재 연소실 4 : 제1챔버

5 : 제2챔버 6 : 폐열 보일러

7 : 연료 절약 장치 8 : 공기 히팅 장치

10 : 건조 리프터 14, 18 : 로울러

15, 16 : 기어 17 : 모터

19 : 폐기물 입구 20 : 공기 노즐 몸체

21, 22 : 공기노즐 23 : 나사부

24 : 통공 35 : 송풍기

본 발명은 각종 폐기물을 다량으로 연속 처리하기 위한 소각 처리 장치에 관한 것으로, 폐기물이 공급되면 건조실에서 리프터에 의해 건조된후 연소실로 이동되어 공기노즐몸체에 의해 교반되며 상각형상으로 뚫린 공기노즐에 의해 공기와의 접촉면촉이 많고 공기와의 접촉 시간을 짧게 하여 연소조건을 충족시킨 상태에서 연소되도록 하며 재연소실로 이송되어 완전 연소되도록 하는 건조 리프터형 폐기물 소각 회전 연소장치에 관한 것이다.

다량의 각종 폐기물을 처리하기 위해서는 다량의 폐기물을 연속 공급하며 소각 처리하여야 하고 폐기물 소각처리에 의해 최종적인 감량을 하여야 하며 완전 연소가 가능해야 한다.

그리고 폐기물 소각처리시에 충분한 산소 공급과 교반 작용이 탁월해야 하며 이것이 만족되지 못하면 폐기물 자체가 덩어리로 엉켜 소각되지 못하게 된다.

그러므로 최적의 연소 조건을 충족시키기 위해서는 폐기물의 소각시 공기 접촉면이 많고, 공기와의 접촉시간을 짧게 해야한다.

폐기물의 성분중에는 다량의 수분(55-60%)과 탄소, 회분 등으로 구성되어 있으므로 종래 소각시에는 소각시 발생되는 열가소성이나 열경화성에 의해 폐기물의 피연물중 소각물의 중심부에는 수분이 전혀 휘발되지 않기 때문에 연소가 불가능하며, 온도가 낮을때에는 경화성 형태로 존재하기 때문에 연속 소각이 불가능한 결점이 있었다.

특히, PP, PE 등의 비닐 성분을 함유하는 폐기물은 열을 받으면 곧바로 소각되지 않고 열가소성에 의해 공기 노즐을 막아 공급을 차단하며, 경화성에 의해 그대로 굳어버리므로 소각을 더이상 진행할수 없는 중대한 결점이 있었다.

따라서 본 발명은 이상에서와 같은 종래의 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 회전연소로에 폐기물을 연속 투입하면 건조실과 연소실 재연소실로 이동되며 연소 조건을 충족시켜 완전 연소가 가능하도록 하는 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 원통형 회전 연소로는 0.3-1rpm으로 회전되며 5°경사지게 설치되어 크게 건조실과 연소실 및 재연소실의 3단계로 구성된다.

건조실은 다수의 리프터가 있어 최하단의 폐기물을 상부로 끌고 올라가서 최상단에서 서서히 떨구어 주며, 이때 폐기물 사이로 230-280℃의 고온의 가스 온도에 의해 급속 건조되어 연소실로 이동되도록 구성한다.

또한 연소실은 리프터(Lift)형의 공기 노즐 몸체가 형성되며 선단으로 정삼각형 방향으로 120℃의 공기를 공급하는 공기 노즐이 형성되어 상단의 공기노즐은 유속과 폐기물과의 내부 충돌에 의해 아래(바닥)방향으로 토출되며 하단의 공기 노즐은 상향으로 토출되므로 폐기물의 연소 접촉면을 확대하고 공기와의 접촉시간을 짧게하여 완전 연소되도록 구성한다.

또한 재연소실은 연소실에서 발생된 많은 에너지를 포함한 피연물이 완전 소각된후 1, 2차 챔버에서 회분은 회류하며 가라앉아 고용화 처리되고 가스는 배출되도록 구성한다.

이하 본 발명의 일실시예를 첨부시킨 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

하측으로 정화처리 시설이 갖추어져 폐기물이 저장되는 저장고(31)의 상측으로 폐기물을 호퍼(33)에 공급하는 크레인(32)과 상기 호퍼(33)의 하측으로 폐기물을 폐기물입구(19)를 통하여 회전 연소로(100)의 건조실(1)로 공급하는 실린더(34)를 구성시킨다.

또한, 폐기물입구(19)의 상측에 설치된 연결부(37)와 제2챔버(5)의 건조가스 재연소 닥트(54)를 연결하며 그 중간 지점에 송풍기(35)를 설치하며 폐기물입구(19)와 실린더(34)사이에 투입구(34a)가 설치되어 있다.

그리고 회전 연소로(100)는 원통형으로 5℃의 경사각을 갖으며 경사지게 설치되어 건조실(1)과 연소실(2) 및 재연소실(3)을 형성시킨 후 건조실(1)의 양측으로 로울러(14)와 모우터(17)의 기어(16)와 회전가능하게 연결된 기어(15)를 외측으로 설치하고, 재연소실(3)의 외측으로 로울러(18)를 설치하여 기어(15)에 의해 회전동력을 받아 양측으로 로울러(14)(18)에 지지되며 인버터에 의해 0.3-1rpm으로 회전되도록 구성시킨다.

이때 건조실(1)은 송풍기(35)에 의해 연소실에서 발생된 열의 일부인 230-280℃의 고온이 공급되고 내측으로 리프터지지대(13)에 설치되며 리프터조임 플레트(11)에 의해 고정 보울트(12)로 나사식 고정되어 리프터형으로 형성된후 공급된 폐기물을 상측으로 끌고 올라가 떨어트려 고온의 가스 온도에 급속 건조되도록 하는 다수의 건조 리프터(10)를 구성한다.

여기서 건조 리프터(10)는 선단이 경사지게 형성된다.

또한, 상기 건조실(1)의 일측으로 형성되며 본체(26)에 고정된 고정축(25)에 나사식 고정되는 나사부(23)가 상측으로 형성되고 하단으로 삼각형의 꼭지점 부분에 뚫린 공기노즐(21)(22)을 갖으며 리프터 형으로 형성되는 다수의 공기 노즐 몸체(20)를 서로 다른 배열로 배열시킨 연소실(2)을 구성한다.

여기서 다수의 공기 노즐(21)(22)을 삼각형의 꼭지점 부분에 형성시키며 공기노즐(21)(22)의 지름()은 5㎜로 하고 공기 노즐(21)(22)간의 거리(L)는 15㎜로 설치하며 공기노즐(22)은 하측 방향을 향하도록 하고 공기노즐(21)은 상측방향을 향하도록 하여 공기 노즐(21)(22)에서 분사되는 공기분사 각도를 62°정도 되게 설치한다.

그리고, 연소실(2)의 외측으로 공기히팅 장치(8)에서 히팅된 120℃의 공기를 히팅 공기파이프(8a)에 의해 3개의 댐퍼조절장치(55)로 보내서 각각 다른량의 공기를 공급하는 연소실 공기 닥트(28)를 구성하며 공기노즐몸체(20)는 원형으로 돌아가며 다수개 구성한다.

또한, 상기 연소실(2)의 일측으로 형성되어 연소실(2)에서의 연소 작용에 의해 에너지가 많은 피연물이 이송된후 완전 소각되어 배출되도록 하며 제1챔버(4)와 연결되는 재연소실(3)을 구성시킨다.

여기서 제1챔버(4)에 점화 버너(4a)가 설치되어 재연소실(3)중간지점에서 화염이 생성되도록 하였으며, 회전 연소로(100)의 외측으로 단열재를 도포하여 외부로부터 방열 손실을 적게하고 건조에 도움이 되도록 구성한다.

또한, 재연소실(3)과 연결되는 부위에 로출구 냉각관(41)을 설치하며 상측으로 강수관(40)에 의해 압력수관(42)과 연결하고 벽으로 수냉벽 강관(43)이 연결된후 하측으로 급수강관(44)이 설치되는 제1챔버(4)와, 상기 제1챔버(4)의 상측으로 연결되며 중앙 양측으로 연결부(37)와 연결되어 2차공기를 흡입하는 공기닥트(50)(50a)가 설치되고 공기 닥트(50)(50a)를 관통해서 미연분을 재연소시키는 미연분 재연소 버너(51)(51a)가 설치된다.

이때 공기 닥트(50)(50a)와 미연분 재연소 버너(51)(51a)는 제2챔버 5에 각각 접선 방향으로 설치된다.

그리고 상, 하측으로 건조 가스 재연소 노즐(52)이 건조 가스 닥트(53)에 연결된후 건조 가스 재연소 닥트(54)에 연결되며 건조실(1)에 연결되어 공기가 공급되는 제2챔버(5)를 구성시킨다.

이때 건조 가스 재연소노즐(52)은 재연소실인 제2챔버(5) 상단에 접선 방향으로 설치되어 건조가스에 의해 제2챔버(5)에서 선회류를 동반한 난류화염 탈촉매 연소 와류현상을 일으키도록 설치된다.

한편, 제2챔버(5)의 후방으로 연소시 발생되는 열로 물을 데우는 폐열 보일러(6)와 연료 절약 장치(7) 및 공기 히팅 장치(8)에 의해 폐열을 재생할 수 있도록 하며 사이크론(9)과 전기 집진 장치(60) 및 물을 분사하여 유해가스 회수하는 회수장치(70)를 구성시킨다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명은 모우터(17)에 전원을 인가시키면 기어(15)(16)의 결합으로 인버터에서 회전이 제어되며 0.3-1rpm으로 회전 연소로(100)를 회전시키며 양측의 로울러(14)(18)가 가이드 로울러(61)에 지지되면서 회전된다.

그리고 점화버너(4a)에 의해 연소실(2)에서 연소될때 발생되는 열의 일부가 송풍기(35)에 의해 건조실(1)로 이동되어지므로 건조실(1)에는 열원인 230-280℃의 뜨거운 공기가 공급된다.

이때 크레인(32)이 하향이동되어 저장고(31)에 저장된 폐기물을 끌어올려 호퍼(33)에 공급시키면 실린더(34)에 의해 일정량씩 투입구(34a)를 통하여 폐기물 입구(19)에서 건조실(1)에 공급된다.

이같이 건조실(1)에 공급된 폐기물이 선단이 경사진 건조 리프터(10) 위치에 오게 되면 건조리프터(10)는 회전 연소로(100)의 0.3-1rpm 회전과 함께 최하단의 폐기물을 상부로 끌고 올라가 최상단에서 서서히 떨구어준다.

이때 건조 리프터(10)는 선단이 경사진 리프터형으로 되어 있어 하단의 폐기물을 끌고 올라갈 수 있으며 최상단에서 서서히 떨구어줄때 하측을 향해 떨어지는 폐기물 사이로 점화 버너(4a)에 의해 발생된 연소실(2)의 열원중 일부가 공급되는 고온의 가스온도(230-280℃)로 말미암아 폐기물은 급속 건조된다.

그리고, 건조실(1)에서 건조된 폐기물은 회전 연소로(100)가 5°의 경사각을 갖으며 회전되므로 연소실(2)로 서서히 공급된다.

즉, 다수의 건조 리프터(10)에 의해 건조실(1)로 공급된 폐기물을 하측에서 상단으로 끌고 올라가 서서히 떨구어질때 송풍기(35)가 동작되면서 연소실(2)에서 발생된 1000℃의 열원중 일부(5% 정도)가 건조실(1)로 이동되어 건조실(1)에는 230-280℃의 고온가스가 공급되므로 폐기물은 고온의 가스 온도에 의해 급속히 건조가 이루어져 수분을 휘발시켜 최적의 연소 상태로 만들어 연소실(2)에 공급하게 된다.

이때, 연소실(2)에서 발생된 나머지의 열(95%)은 재연소실(3)을 지나 제1챔버(4)에 이동된다.

한편, 건조실(1)에서 점화 버너(4a)에 의한 고온의 가스 온도에 의해 건조된 폐기물은 연소실(2)의 초입부에 공급되면서 공기 히팅장치(8)에서 히팅된 120℃의 더운 공기가 히팅공기 파이프(8a)를 따라 연소실 공기닥트(28)의 댐퍼 조절장치(55)에 공급되게 되며 댐퍼조절장치(55)에서는 120℃의 더운 공기를 전동 밸브 조절장치의 조절에 따라 각기 다른량으로 공기노즐(21)(22)을 통해 분사시킨다.

이때 댐퍼조절장치(55)에서 공급되는 공기량은 폐기물의 연소정도에 따른 최적의 공기를 공급하기 위하여 제 2 도의 우측이 제일 많고 좌측이 제일 적게 조절한다.

이같이 댐퍼조절장치(55)에서 공기노즐(21)(22)으로 공급되는 120℃의 공기는 공기노즐몸체(20)의 통공(24)으로 공급되어 삼각형의 꼭지점 부분에 형성시킨 공기노즐(21)(22)로 공급되며, 선단의 공기노즐(21)을 통과하는 공기는 공기노즐(21)의 경사와 유속에 의해 폐기물과 내부 충돌되며 상부(D 방향)로 공기가 토출된다.

이때 바닥에 있는 폐기물은 선단이 경사진 리프터형으로 된 공기노즐 몸체(20)의 하측 선단부에 의해 회전연소로(100)의 회전과 함께 상부로 들어 올려져 교반작용을 하므로 폐기물의 연소 접촉면을 확대한다.

연소 접촉면이 확대된 폐기물을 조속한 연소가 이루어진다.

그리고 공기 노즐(21)의 일측으로 형성된 각각의 공기 노즐(22)은 경사지게 형성되어 있으므로 공급되는 공기를 하부(C 방향)로 분사하려는 작용에 의해 연소 접촉면이 확대되어 연속될 때 발생되는 미연가스를 조속히 연소시킨다.

따라서 공기노즐몸체(20)에 의한 교반작용과 공기노즐(21)(22)의 예열 공기 분사로 인하여 폐기물은 공기와의 충분한 교반작용 및 피연물이 갖고 있는 에너지가 소멸될때까지 연소를 하게 되며 선단의 리프터형에 의해 폐기물을 끌어 올려 폐기물이 공기노즐(21)(22)을 막지 못하게 보호하고, 연소실(2)에 설치된 3개의 댐퍼조절장치(55)중 제일 우측것이 좌측것보다 더 센 예열 공기를 공급하여 피연물의 양에 따른 최적의 공기를 공급하게 된다.

즉, 건조실(1)에서 건조된 폐기물은 연소실(2)로 이동되면서 리프터 형상의 공기 노즐 몸체(20) 선단부의 공기 노즐(21)에서 공급되는 공기와 접촉되며 제 6b 도에서와 같이 화살표 방향(D 방향)으로 분사하는 작용에 의해 폐기물과 공기의 접촉면을 확대시켜 조속한 연소를 가능케 하며, 이때 발생되는 미연 가스는 각각의 공기노즐(22)이 제 6b 도에서와 같이 화살표 방향(C 방향)으로 분사하려는 작용에 의해 조속히 연소시키고, 선단의 리프터형에 걸려있는 폐기물은 일방향 회전과 함께 회전하면서 공기와 충분한 교반 작용으로 피연물이 갖고 있는 에너지가 소멸될때 까지 연소하게 된다.

따라서, 원통형의 연소실(2)내부에서 서로 교차되도록 원통형으로 돌출된 다수의 공기노즐 몸체(20)의 형성된 공기노즐(21)(22)에 의해 공기와의 접촉면 확대 및 접촉시간을 짧게하는 연소조건을 충족시켜주는 작용을 반복적으로 수행하므로 확실한 연소성이 보장된다.

여기서 공기노즐(21)(22)의 지름()은 5㎜, 거리(L)는 15㎜가 최적의 연소조건을 제공하게 된다.

또한, 연소실(2)에서의 연소작용에 의해 에너지가 많은 피연물은 연소실(2)일측의 재연소실(3)에서 완전 소각된후 제1챔버(4)로 나가게 된다.

이때 건조실(1)에 연결된 연결부(37)를 통해 송풍기(35)로 건조실(1)의 고온 공기를 건조 가스 재연소 닥트(54)로 보내 건조 가스 닥트(53)에서 건조 가스 재연소 노즐(52)을 통하여 제2챔버(5)에 분사되면 건조용 공기닥트(50)(50a)로 2차 공기가 주입되며 건조가스 재연소노즐(52)과 건조용 공기닥트(50)(50a)에 의해 제2챔버(5)에서 와류현상이 일어나면서 미연분 재연소 버너(51)(51a)에 의해 건조 가스를 연소시키게 된다.

여기서 제2챔버(5)에 공급된 건조 가스는 폐기물의 건조시 발생되는 많은 수분을 함유하고 있으므로 미연분재와 함께 연소되며, 회분(재)은 제2챔버(5)와 제1챔버(4)의 벽을 타고 회류하면서 바닥으로 이동되어 고용화 처리된다.

이때 불연소 가스는 제1, 2 챔버(4)(5)에서 완전 연소된 후 연소시 발생된 온도가 1000℃ 이하로 저하되어 폐열 보일러(6)를 통하여 연소 절약 장치(7)와 공기 히팅 장치(8) 및 사이크론(9), 전기 집진 장치(60), 회수장치(70)을 거쳐 굴뚝(80)으로 배출된다.

그리고 본 발명에서는 제2챔버(5) 이후의 부속장치는 회전연소로(100)의 후방에 필수적으로 설치되는 장치들이므로 상세한 설명은 생략한다.

[실시예]

(1) 폐기물 투입공정

저장고(31)에 있는 폐기물 크레인(32)으로 호퍼(33)에 공급하면 실린더(34)에서 일정량씩 투입구(34a)를 통하여 회전 연소로(100)의 건조실(1)에 연속 공급한다.

(2) 폐기물 건조 공정

건조실(1)에 공급된 폐기물은 회전 로울러(100)의 회전과 함께 회전되는 건조 리프터(10)의 선단에 걸려 최하단의 폐기물을 상부로 끌려 올라가서 최상단에서 서서히 떨구어지며, 이때 버너(4a)가 점화되면서 연소실(2)에서 연소될때 1000℃의 열이 발생되고 이열중 일부가 송풍기(35)에 의해 건조실(1)로 230-280℃의 고온 가스를 공급하므로 이 고온 가스에 의해 급속 건조되면서 연소실(2)로 이동된다.

여기서 회전 연소로(100)는 5°의 경사각으로 설치되어 폐기물이 이동되도록 하고 인버터에 의해 0.3-1rpm으로 회전속도가 제어된다.

(3) 폐기물 연소 공정

건조실(1)에서 건조된 폐기물이 공급되면 공기 히팅장치(8)에서 발생된 120℃의 공기가 히팅 공기파이프(8a)를 통하여 댐퍼 조절장치(55)에서 각각 다른 풍속으로 조절된 후 연소실 공기 닥트(28)에서 다수의 공기노즐(21)(22)로 공급되며 공기노즐(22)의 공기는 하측으로, 공기노즐(21)의 공기는 상측으로 분사되는 작용에 의해 폐기물과 공기의 접촉면을 확대하고 교반되도록 하여 공기와의 접촉시간을 짧게 하는 연소 조건을 충족시켜 공기노즐(21)에 의해 폐기물을 조속히 연소시키며, 공기노즐(22)에 의해 조속한 연소시 발생되는 미연의 가스를 연소시키고 리프터형의 공기노즐 몸체(20)가 회전되면서 공기와의 충분한 교반작용 및 피연물이 갖고 있는 에너지가 소멸될때까지 계속 반복 수행하여 완전 연소시킨다.

여기서 공기노즐(21)(22)의 지름()이 5㎜, 거리(L)가 15㎜이고 공기노즐(21)(22)이 삼각형으로 꼭지점 부분에 형성될 때 최적의 연소조건을 갖게됨을 알 수 있었다.

(4) 폐기물 재연소 공정

연소실(2)에서 연소되지 않고 많은 에너지를 갖고 있는 피연물이 재연소실(3)의 이동간에 완전 소각 되도록 한다.

(5) 재연소 공정

제1챔버(4)에 급수되면서 불연소 가스가 연소되고 제2챔버(5)에서 버너가 미연분을 재연소시키게 되며, 이때 회분(재)는 제1챔버(4)의 바닥으로 가라앉아 고용화 처리된다.

(6) 연소가스의 활용 및 공해방지 공정

폐열 보일러(6)에서 연소가스를 이용해 물을 데우며, 연료 절약 장치(7)에서 229-230℃의 열을 얻고, 공기 히팅 장치(8)에서 120°의 열을 얻어 연소실(2)로 공급한다.

그리고 사이크론(9)과 전기 집진 장치(60)에서 회분 및 공해 가스를 집진하며 회수장치(7)에서는 소석회나 생석회가 희석된 물을 상측에서 안개분사시켜 유해가스를 제거한후 굴뚝(80)으로 배출된다.

이상에서와 같은 본 발명은 건조실과 연소실 및 재연소실 등 3단계로 구성된 회전 연소를 5°경사지게 설치하여 폐기물을 공급하면 연소실에서 발생된 열의 일부가 건조실로 230-280℃의 고온 가스를 보내게 되므로 온도에 의해 순간 건조된후 연소실의 공기 노즐에 의해 공기와의 접촉 면적을 넓히고 접촉 시간을 짧게 교반하여 완전 연소되도록 하여 재연소실에서 피연물이 연소되므로 완전 연소시키고 연소의 확실성이 제공된다.

그리고, 본 발명은 페기물 소각 처리에 의해 최종적인 감량이 가능하며 다량의 폐기물을 연속 공급하여 완전 연소 하므로 다량의 폐기물을 신속하게 처리할수 있으며 고장의 원인을 완전 해소 시키는 효과가 제공된다.

Claims (4)

1. 건조실과 연소실 및 재연소실을 설치하여 폐기물을 투입소각처리하는 폐기물 소각연소장치에 있어서, 상기 연소실의 내벽에 선단이 경사진 리프터형 노즐 몸체(20)를 설치하고 상기 노즐몸체(20)의 하부에 공기노즐(21)(22)을 형성시키되 상기 공기노즐(21)(22)은 서로 삼각형의 꼭지점 부분에 형성시킨 것을 특징으로 하는 건조 리프터형 폐기물 소각 회전 연소장치.
2. 제 1 항에 있어서, 노즐몸체(20)에 형성된 공기노즐(21)(22)의 지름()이 5㎜인 건조 리프터형 폐기물 소각 회전 연소장치.
3. 제 1 항에 있어서, 노즐몸체(20)에 형성된 공기노즐(21)(22)의 거리(L)가 15㎜인 건조 리프터형 폐기물 소각 회전 연소장치.
4. 건조실과 연소실 및 재연소실을 설치하여 폐기물을 투입소각처리하는 폐기물 소각연소 장치에 있어서, 상기 건조실과 연결되는 재연소 닥트(54)와 이어지도록 건조 가스닥트(53)를 제1챔버(4)의 상측으로 설치하고 상기 건조 가스닥트(53)에서 재연소 노즐(52)을 제2챔버(5)와 접선방향으로 설치하며, 상기 제2챔버(5)와 접선방향으로 건조용 공기닥트(50)(50a)와 재연소 버너(51)(51a)를 설치하여 구성시킨 것을 특징으로 하는 건조 리프터형 폐기물 소각 회전 연소장치.