KR950002251Y1 - 폐기물 소각장치 - Google Patents

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KR950002251Y1
KR950002251Y1 KR92003312U KR920003312U KR950002251Y1 KR 950002251 Y1 KR950002251 Y1 KR 950002251Y1 KR 92003312 U KR92003312 U KR 92003312U KR 920003312 U KR920003312 U KR 920003312U KR 950002251 Y1 KR950002251 Y1 KR 950002251Y1
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Abstract

내용 없음.

Description

폐기물 소각장치
제1도 (a)는 종래 폐기물 소각장치의 종단면도, (b)는 종래 폐기물 소각장치의 로스톨 사시도.
제2도는 본 고안에 따른 폐기물 소각장치의 종단면도.
제3도는 본 고안에 따른 폐기물 소각장치의 집열판 사시도.
제4도 (a), (b)는 본 고안에 따른 집열판의 다른 실시예.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제2버너 20 : 제2산소공급장치
30A,30B : 집열판 31 : 횡편
32 : 배기로 33 : 통기공
40 : 수증기발생장치 41 : 배출로
42 : 수조 43 : 수증기공급관
44 : 주름관 50 : 경사판
1 : 소각로 1a : 가스배출구
5 : 물분사장치 6 : 물탱크
7 : 분사노즐 9 : 로스톨
본 고안은 폐기물 소각장치에 관한 것으로, 특히 연소효율을 증대시켜 완전연소가 되도록 하여 불완전연소에 따른 공해발생을 방지하도록 된 것이다.
일반적으로 산업사회가 발전함에 따라 그만큼 파생되는 각종 산업폐기물은 자연환경을 오염시키는 공해의 원인이 되었다.
따라서, 각종 산업폐기물 배출에 따른 환경오염을 방지하기 위해 산업폐기물을 매장하여 자연분해시키거나 또는 소각하여 처리하고 있는데, 근자에 이르러서는 산업폐기물이 급증함에 따라 매립지의 절대부족과 자연분해될 수 없는 성분을 갖는 폐기물에 의한 환경오염으로 폐기물처리시 이를 매립하기 보다는 소각장치를 이용하여 소각 처리하고 있는 추세이다.
이러한, 산업폐기물의 소각 처리를 위한 종래의 폐기물 소각장치는 이미 여러가지 형태가 제안되었으나, 대부분의 종래 폐기물 소각장치는 제1도와 같이 소각로(1)를 내화물로 축조시 각 내화물의 접착수단으로 시멘트재의 내열재인 케스타블을 이용하여 축조하였고 소각로 (1)내의 연소에 필요한 산소공급을 위해 외부의 공기를 송출 공급하도록 모터와 펜으로 구성된 산소공급장치(2)가 산소공급관(3)으로 연결 설치되었다.
또한, 소각로(1)에서 1차 연소된 미연소가스를 재차 연소시키도록 버너(4)를 설치하였고 2차 연소후, 배출되는 가스에 물을 분사시켜 분진과 일산화탄소 및 악취가 집진되도록 가스배출고(1a)에 연결되어 물탱크(6)의 물을 분사하는 분사노즐(7A) 및 물을 송출하는 펌프(8)로 구성된 물분사장치(5)가 설치되었다.
한편, 제1도 및 제2도와 같이 소각로(1)내 하부에는 폐기물 소각에 따른 연소효율을 증대시키기 위해 폐기물을 안치시키고 다수의 통기공(9a)을 갖는 로스톨(9)(바둑판형상의 철망으로 열보존과 산소공급이 용이하도록 통상 파이프를 사용함)이 설치되었고 이는 산소공급장치(2)의 산소 공급관(3)과 연설되었다.
미설명부호(7B)는 분사노즐에서 분사된 물의 순환을 위한 파이프로써, 이물질을 걸르는 필터부재를 포함한 순환관이다.
이와 같은 종래의 폐기물 소각장치는 폐기물 소각시 소각로(1)내에서 폐기물을 1차 연소시키고 소각후의 잔재는 로스톨(9)의 하측으로 집진처리하였고 1차 연소시의 연소열과 함께 버너(4)를 가열하여 2차 연소시킨후, 물분사장치(5)의 물탱크(6)에서 펌프(8)로 송출시킨 물을 분사노즐(7A)에서 분사시켜 가스배출구(1a)를 통해 배출되는 배기가스의 분진과 악취를 집진하였다.
그러나, 이와같은 종래의 폐기물 소각장치는 하기 별첨 1과 같이 폐기물처리기준에 의거하여 소각장치와 관련되는 중요 소각시설기준에도 못미치는 것이었다.
* 별첨 1 *
(소각시설기준)
1. 소각로 내의 최소온도 700℃ 이상 유지
2. 소각로 내의 가스체류시간 0.5초 이상
3. 소각로내의 온도를 조절할 수 있는 버너부착
4. 배출가스온도 300℃ 이하를 위한 냉각장치설치
5. 완전연소를 위한 소각로 내 온도 1100℃ 이상 유지
6. 소각로내의 가스체류시간 2초 이상 유지
전술한 바와 같은 종래의 폐기물 소각장치는 폐기물 소각시 1차 연소시의 연소열에 버너를 작동시켜 가열된 소각로내의 온도가 800∼900℃ 정도밖에 가열되지 못해 완전연소를 위해서는 소각로의 내부온도가 1100℃ 이상의 고온으로 유지되도록 버너를 계속 작동시켜야 하고 설사, 버너를 계속 가열해도 열보존을 위한 장치가 전무하여 가스배출구를 통해 대기중으로 열을 빼앗기므로 온도를 높일 수가 없었다.
따라서, 각종 페기물 소각시 완전연소를 위해 소각로내의 연소효율을 증대시키도록 소각로내의 폐기물을 안치하는 발화 로스톨을 바닥과 벽체에 위치시켜 연소에 필요한 산소를 외부공기로 대처한 로스톨의 구조는 다양하게 개발되기도 하였으나, 1차 연소시의 연소열과 2차 연소시의 버너가 열에 따른 온도가 완전연소를 위한 고온으로 유지되도록 가열에 따른 고온유지를 위한 집열수단 겸, 2차 연소후 배기가스중 분진과 아황산 및 악취등의 고온(1100℃이상)에서만 연소되는 유해성분의 배출방지 및 연소를 위한 집진수단이 여전히 미흡하여 완전연소가 이루어질 수 없었다.
특히, 폐기물중 고무, P.E.P.C, 스치로폴, 나일론 등은 분진과 일산화탄소 및 악취를 발생시키는데, 이는 적당량의 산소가 공급되고 1100℃ 이상의 고온을 유지하여야만 완전연소되며, 산성비의 원인인 아황산이나 X-RAY 필름의 납성분은 1300℃이상 되어야 와전연소 될 수 있기 때문에 완전연소를 위해서는 소각로내의 온도를 소각시설기준(상기 별첨 1참조)의 규정에 의거 최소 1100℃이상의 고온으로 유지시켜야 가능한 것이므로 고온이 유지되지 못함에 따른 불완전연소로 유해성분이 함유된 배기가스 방출에 의한 자연환경의 오염은 물론이고 고온의 가스배출로 인한 대기의 온난화현상을 초래하였다.
또한, 최종 연소된 배기가스에 물을 분사시켜 일산화탄소의 비중을 무겁게 하여 이산화탄소로 변화되도록 하였으나, 물의 분사력에 의해 분진이나 악취는 집진 제거되지 못하고 오히려 가스배출구를 통해 대기중으로 배출되는 결점이 있었다.
본 고안의 전술한 바와 같은 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, 연소효율을 증대시켜 완전연소가 되도록 하여 불완전연소에 따른 공해발생을 방지하도록 된 폐기물 소각장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적달성을 위한 본 고안에 따른 폐기물 소각장치는 내화물로 축조된 소각로에 버너와 물분사장치, 로스톨 및 산소공급장치가 설치된 폐기물 소각장치에 있어서, 상기 소각로에 3차 연소과정을 거치도록 하여 고온유지와 이에 따른 완전연소가 이루어지도록 가열수단과 집열 겸 집진수단이 더 구비되고 최종 연소후 배출되는 배기가스의 온도를 낮추면서 동시에 배기가스에 다소 포함될 수 있는 일산화탄소를 배기가스의 고온을 이용하여 수증기를 발생시켜 배기가스에 흡수시키므로 배기가스의 일산화탄소 비중을 무겁게 하여 이산화탄소로 변화시켜 완전정제된 배기가스를 배출하도록 수증기발생장치가 구비됨에 특징이 있다.
이하, 본 고안에 따른 폐기물 소각장치의 바람직한 실시예를 첨부도면에 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도에 도시된 바와 같이 로스톨(9)과 산소공급장치(2)가 설치된 소각로(1) 상부에 2차 연소된 배기가스의 3차 연소를 위한 가열수단과 2차 및 3차 연소시의 연소열을 집열하여 고온을 유지하고 각종 유해성분이 집진되도록 집열 겸 집진수단이 더 구비된다.
상기 가열수단은 3차 연소를 위한 제2버너(10)와 연소효율을 높이도록 제2산소공급장치(20)가 구비되고 이는 상기 집열 겸 집진수단의 사이에 위치된다.
또한, 2차 연소시의 연소열과 제2버너의 연소열을 집열하고 분진과 악취등을 집진하는 집열 겸 집진수단은 가열수단의 상,하측에 다수개의 집열판(30A)(30B)이 이중으로 축조되되, 제2도 및 제3도와 같이 연소에 따른 가열시 이의 고열을 집열하여 소각로내의 고온유지와 배기가스의 유통에 따라 배기가스내에 포함된 분진이나 악취등의 집진을 위해 배기로(32)가 형성되도록 다수의 횡편(31)을 갖는 형태로 구성된다.
상기 집열판(30A)(30B)은 내화물로써 제조되되, 제3도와 같이 배기가스가 유통되는 통기공(33)이 형성되어 일정폭의 블럭형태로 구성될 수도 있으나, (a), (b)의 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 구성될 수 있다.
한편, 3차 연소와 집열판(30A)(30B)을 거친 배기가스의 온도를 낮추면서 동시에 배기가스의 고온을 이용하여 수증기를 발생시켜 배기가스에 흡수시키므로 배기가스의 일산화탄소 비중을 무겁게 하여 이산화탄소로 변화시키도록 수증기발생장치(40)가 구비되되, 소각로(1)내의 각 집열판(30A)(30B)을 거쳐 최종 연소된 배기가스가 배출되는 배출로(41), 물분사장치(5)의 물탱크(6)에 연설된 분사노즐(7A)의 일측에 연설되어 공급 송출된 물을 저장하는 수조(42), 수조(42)를 관통하여 다수 설치된 수증기공급관(43), 상기 배출로(41)와 연설되어 가스배출구(1a)에 연통 설치되는 주름관(44)이 구비된다.
아울러, 물분사장치(5)의 분사노즐(7A)에서 물의 분사력에 의해 배기가스에 다소 포함될 수 있는 분진이나 악취등의 외부배출을 방지하기 위해 가스배출구(1a)의 양측벽에 종 배열로 일정간격을 두고 다수 부착되는 경사판(50)이 구성된다.
본 고안에 따른 폐기물 소각장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
본 고안에 따른 폐기물 소각장치는 소각로(1)내의 로스톨(9)에 폐기물을 안치하여 적당량의 산소를 공급한 상태에서 1차 연소시키되, 사전에 버너(4)와 제2버너(10)를 ON시켜 소각로(1)내를 가열하여 집열판(30A)(30B)을 예열시킨 후 소각로(1)내의 온도가 고온(110℃이상)이 되면 버너(4)와 제2버너(10)를 OFF시켜 1차 연소시키되, 필요(소각로내의 온도하강시)에 따라 버너(4)와 제2버너(10)를 ON시켜 1차 연소열에 재가열하여 상승시키므로 고온을 유지한 상태에서 2차 연소시킨다.
이때, 버너(4)의 상부측 집열판(30A)은 버너(4) 가열에 따른 연소열을 집열하고 분진과 악취를 1차 집진하며, 2차 연소후의 집열판(30A)을 거친 배기가스는 제2산소공급장치(20)로 산소가 공급되는 상태에서 제2버너(10)를 작동 가열하여 3차 연소시킨다.
또한, 3차 연소를 거친 배기가스는 제2버너(10)의 상부측 집열판(30B)을 거쳐 배출로(41)를 통해 수증기발생장치(40)내에 배출된다.
이때의 집열판(30B)은 제2버너(10)의 가열에 따른 연소열을 집열하고 분진과 악취를 2차 집진하며, 이 집열판(30A)(30B)에 의해 분진과 악취를 완전연소시키고 소각로내의 온도를 1100℃이상의 고온으로 유지시켜 고온에서 연소되는 아황산, 납등의 유해성분을 연소시킨다.
이어 수증기발생장치(40)내에서 배기가스의 온도를 낮추면서 동시에 배기가스의 고온을 이용하여 물탱크(6)로부터 공급 송출된 수조(42)내의 물을 가열되게 하여 수증기를 발생시키고 수증기공급관(43)과 주름관(44)을 통해 배기가스에 흡수시키므로 배기가스의 일산화탄소 비중을 무겁게 하여 이산화탄소로 변화시킨다.
이후, 가스배출구(1a)를 통해 다소 소량의 일산화탄소가 배출되어도 물분사장치(5)의 분사노즐(7)에서 분사된 물에 의해 완전히 이산화탄소로 변화시키고 분사된 물은 경사판(50)에 부딪혀 물탱크(6)로 순환된다.
이때, 아황산성분이 다소 배출되더라도 아황산성분은 물에 잘 녹기 때문에 분사된 물에 의해 녹아 정제되고 고온의 배기가스는 저온으로 냉각되어 배출된다.
이와 같이 작동되는 본 고안의 폐기물 소각장치는 완전연소를 위해 3차 연소에 따른 가열수단과 이 가열수단의 ON/OFF 조절에 의해 소각로내의 온도를 조절 가열하고 가열된 온도는 집열 겸 집진수단에 의해 소각로내의 온도가 1100℃이상의 고온으로 유지됨과 동시에 배기가스의 일산화탄소를 제외한 적어도 다수 포함되는 각종 유해성분이 연소 소각시킬 수 있다.
또한, 집열 및 집진수단이 소각로내에서 다수개 축조되고 이를 소각로내에 이중 설치하므로 소각로내의 가스 체류시간이 규정시간보다 더 길어짐에 따라 완전연소가 이루어지고 아울러, 최종 배기가스에 함유되는 일산화탄소는 수증기발생장치와 물분사장치에 의해 일산화탄소의 비중을 무겁게 하여 이산화탄소로 변화시키고 배출가스의 온도를 300℃이하로 냉각시켜 완전정제된 배기가스가 배출하므로 환경오염을 방지할 수 있는 것이다.
이러한, 본 고안의 폐기물 소각장치를 이용한 실험결과는 상기 별첨 1과 같이 공해방지를 위해 규정한 소각 시설기준에 따른 허용기준치에 대비하여 하기 별첨 2와 같이 나타났다.
* 별첨 2 *
(실험결과표)
측정항목 허용기준치 나무,합성비닐,페지 타이어
(소각온도) (1180∼1260℃) (1260℃이상)
매연 2도이하 1도이하 1도이하
분진 100(12)mg/sm334.2 28.2
일산화탄소 600(12)ppm이하 210 180
아황산 300(12)ppm이하 141.2 104.4
상기 실험결과에 의한 본 고안의 폐기물 소각장치는 통상 공해발생허용기준치에도 미치지 못하는 완전연소에 가까운 효과를 나타냈으며, 고온이 유지됨에 따른 완전연소로 배기가스를 완전정제하여 냉각 배출하므로 자연환경의 오염과 고온의 가스배출로 인한 대기의 온난화현상을 방지하는 효과를 갖는 것이다.

Claims (3)

  1. 내화물로 축조된 소각로에 버너와 물분사장치, 로스톨 및 산소공급장치가 설치된 폐기물 소각장치에 있어서, 상기 소각로에 3차 연소를 위한 제2버너와 제2산소공급장치, 연소열을 집열하여 고온유지와 분진과 악취를 집진하도록 다수 축조되어 이중 설치되는 집열판, 상기 집열판을 거친 배기가스의 고온을 이용하여 발생되는 수증기에 의해 배기가스의 일산화탄소를 이산화탄소로 변화시키도록 된 수증기발생장치가 더 구비됨을 특징으로 한 폐기물 소각장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 집열판은 연소에 따른 가열온도를 집열하여 소각로내의 고온유지와 배기가스의 집진을 위해 배기로가 형성되도록 다수의 횡편을 갖는 블럭형태의 내화물로 구성됨을 특징으로 한 폐기물 소각장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 집열판은 배기가스가 유통되는 통기공이 형성되고 일정폭의 블럭형태로 구성됨을 특징으로 한 폐기물 소각장치.
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