KR960005766B1 - 중공 건류형 고열분해 하향 연소식 수관보일러 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

중공 건류형 고열분해 하향 연소식 수관보일러

제1도는 본 발명의 수관보일러 구성상태를 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 강수 헤더 2 : 아치 수관

3 : 아치 헤더 4 : 가열 수관(수냉화격자)

5 : 배플 플레이트(baffle plate) 6 : 전면 수냉벽 상수관

7 : 중기 드럼 8 : 물 드럼

9 : 하향 강수관 10 : 수냉벽수관 수관헤더

11 : 연속 분화구 12 : 점화 버너

13 : 조연 버너 14 : 연속 회출구

21 : 하향(중공)건류실(Hot pyrolysis converster)

22 : 수관 보일러 23 : 1차연소실

24 : 연속회출장치

본 발명은 각종 가연성 폐기물을 속성으로 착화하여 건류 소각하도록 하는 중공(건류) 연소방식의 고열분해 소각장치에 수관보일러를 결합 채택하여 폐기물의 연소로 에너지를 얻도록 함과 아울러 연소효율을 증대하도록 한 중공 건류형 고열분해 하향 연소식 수관보일러에 관한 것이다.

오늘날 우리나라는 국가적으로 큰 두 가지의 난제를 안고 있다고 하겠다.

날로 심화되는 자원 수입 의존형의 경제구조와 급격히 늘어나는 산업폐기물 또는 도시쓰레기의 위생 소각처리와 재활용 문제가 바로 그것으로 특히 매일 배출되는 다량의 쓰레기들은 그 처리 문제를 둘러싼 지연간의 갈등, 매립에 따른 토양과 수질오염 등 많은 문제점을 드러내고 있다.

이는 필연적으로, 쓰레기의 분리수거와 수거된 쓰레기의 감량 소각 처분을 요구하게 되었고, 이에 따라 많은 종류의 소각설비(로)들이 제작, 활용되고 있는 실정이나 이들 대부분의 소각설비들은 산화연소방식인 화격자(고정식 또는 구동식 등)에 의한 상향 직화 연소식을 채택함으로써 저온의 1차공기의 흐름과 연소과정상의 기계 설비적인 한계를 지니고 있으며, 따라서 발생열을 보다 유효하게 사용하기 위한 빠르고 충분한 연소분위기를 만들지 못하고 있다고 하겠다.

이에 본건 출원인은 실용신안등록 제39593[출원번호 85-2353호](명칭 : 아치형 중공건류방식의 고열분해소각장치)와 실용신안등록 제56796호[출원번호 88-18826호](명칭;중공건류식 연속 고열분해 소각로)를 제안하여 등록된 바 있다.

상기 선행기술은 재래의 고체 연료용 보일러에 채택되었던 화격자식의 직화 산화 연소방식에 비해 2배 이상 빠른 폐기물 고열분해(Hot Pyrolysis : 1,000℃내외) 소각기능을 지니고 있지만, 계속적인 대량 소각처분 과정에서 발생되는 다량의 발생열을 충분히 흡열 소호할 수 있는 기능을 갖지 못하고 있다.

이로 인해 회수가능한 열에너지의 낭비와 보일러 과부하로 인한 국부 가열(가열苛烈) 훼손 우려와 효율 저하 및 불완전성이 제기되어 왔다.

본 발명은 본 출원인이 선출원하여 등록받은 제56796호의 상술한 문제점을 보완하기 위하여 발명된 것으로서 자체내에서 보일러수의 자연 대류기능이 원활하도록 보일러(물드럼) 하단부에 중공건류발생실을 마련하여 계속적인 대량 소각처분 과정에서 발생되는 다량의 발생열을 충분히 흡열 소화할 수 있는 중공 건류형 고열분해 하향 연소식 수관보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 상기 수관 보일러의 물드럼 좌, 우에서 뽑아낸 하향강수관을 수냉벽 수관헤더를 거쳐 하향 건류실 강수헤더와 접속시키거나 또는 직접 부설토록 하여 강수헤더로부터 하향 건류실을 구성하는 상부 아치수관과 하부 가열수관을 결합한 아치헤더에 보일러 전면 수냉벽 상수관을 연결함으로써 충분한 자연 대류 촉진 기능이 발휘되는 하향(중공)건류형 고열분해 연소방식의 쓰레기 전용 수관 보일러를 이룩할 수가 있도록 함을 특징으로 한다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 기술코져 한다.

제1도는 본 발명의 구체적인 구성상태를 보여주는 단면도이다. 연소실의 상측에 폐기물을 연속으로 투입하도록 하는 연속분화구(11)가 설치되고 하부에 연소재를 배출하는 연속회출구(14)가 구비된 중공건류 소각장치에 있어서, 하향건류실(21)의 내부에 설치된 상측의 아치수관(2)과 하측의 가열수관(4)이 아치헤더(3)와 강수헤더(1)에 의해 상호 연결되도록 한다.

또한 상기 아치헤더(2)는 전면 수냉벽 상수관(6)에 의해 후측의 연도상에 설치된 수관보일러(22)상부의 증기드럼(7)에 연결하고, 상기 강수헤더(1)는 하향강수관(9)에 의해 상기 수관보일러(22) 하부의 물들럼(8)에 연결되도록 하여 하향건류실(21)에서 발생되는 고온의 탕수열이 수관보일러(22) 본체에 보다 신속하게 흡수되도록 구성한다.

즉, 보일러 수관내의 관수가 자연대류가 원활하도록 수관보일러(22) 하단의 물드럼(8) 좌우 중심에서 뽑아낸 하향강수관(Circulator)(9)을 보일러 연소실 좌우의 수냉관벽을 형성하는 수냉벽 수관헤더(10)에 연결시킨 다음 강수헤더(1)에 접속되도록 한다.

그리고 강수헤더(1)로부터 하향건류실(21)을 조정하는 상부 아치수관(2)과 하부 가열수관(4)(수냉화격자)을 아치헤더(3)에 연결시키며, 아치헤더(3)에 보일러 전면 수냉벽 상수관(6)을 연결하여 전면 수냉관 벽을 형성, 보일러의 증기드럼(7)내에서 증발되도록 구성한다.

미설명 부호 13은 조연버너로서 1차연소실(23)내의 연소 조건이 불량할 경우 화력을 지원하도록 하는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 살펴본다.

다양한 종류의 폐기물이 연속 분화구(11)를 통해 하향(중공)건류실(21)내로 연속 투입되면 처음 점화버너(12)에 의해 점화가 이루어진다.

상기 점화에 따라 가열 폐기물 연소(소각)가 자체 안전연소대(700℃ 내외)에 도달되면 점화버너(12)는 그 동작이 정지된다.

이때 점차 축열된 건류실 자체 복사열도에 따라 연소적으로 투입되는 쓰레기들은 건류되어 하향 건류실(21)내에 건류가스가 발생되며, 이 건류된 가스는 가열 수관(4)(수냉화격자)을 지나는 과정에서 별도로 공급되는(도시화지 않았음) 고온, 고속의 산소와 더불어 고열 분해 연소가 정상화된다.

그러나, 가연물의 일시 공급중단, 또는 연소 분위기 손상 혹은 폐기물성의 급격한 변화 등으로 연소실 온도가 안전온도대(1,200℃ 내외) 이하로 하강시에는 조연버너(13)가 작동되어 폐기물의 불완전 연소에 의한 미연소 가스를 완전 연소시킴과 동시에 연소실(소각로)내 안전 연소대 유지가 보장되도록 하는 것이다.

이같은 건류 과정을 지나는 연속적인 고열 분해 과정에서 가스와 분리된 무해화된 회분은 1차연소실(23)의 하부에 마련된 연속회출구(14) 주변에 모아지게 되며, 연속적으로 자연 낙하 배출되도록 하여 별도 마련시킨 연속회출장치(24)에 의해 처리한다.

수관 보일러 본체의 물드럼(8) 양쪽에서 보일러 연소실로 연장된 하향강수관(9)을 통해 보일러 내부의 관수는 수온차에 의한 자연 대류에 의해 하향건류실(21)의 아치수관(2) 및 수냉화격자(4)를 지나는 과정에서 그 순환이 촉진 가열되며, 아치헤더(3), 전면 수냉벽 상수관(6)을 거쳐 증기 드럼(7)에 흐르게 하여 소화 증발토록 한다.

이와 같은 스팀증발에 따라 하향건류실(21)에서 발생되는 고온의 탕수열을 보일러 본체에서 보다 신속하게 흡수케하여 보일러 강도상의 균형이 유지됨으로써 연소효율에 대폭 증대시킬 수 있으며, 대량의 폐기물을 완전 소각 처분이 가능하다.

따라서, 다량의 쓰레기 감량 소자 처분시 발생되는 회수(유해) 고열 가스가 보일러 본체 수관 사이를 통과하는 가운데 보다 빠르고 완전 흡열 반응케하는 한편, 고열분해 과정상의 회분 속의 유해성분까지도 완전 무해한 무기물로 변화시킬 수 있어 고, 저온 부식의 예방과 경제성의 증대를 가할 수 있게 되었다.

이와 같은 본 발명은 연소실내 보다 고온의 연소 분위기를 조성해 주며, 동시에 유익한 에너지 전환이 이룩되도록 하여 발생열의 자원화(Steam Energy)에 적합한 폐기물전용 보일러인 것이다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 기존 중공 건류형 고열분해 연소(소각)장치의 연관식(보일러) 폐열 회수장치(일일 5t소각)에 비해 보다 빠른 흡열기능을 기닌 대형 수관 보일러(일일 100t이상 소각)를 채택함으로써 연소효율의 증대에 따른 안정된 연소분위기를 유지할 수가 있어 보다 많은 쓰레기를 자원화(대체 에너지)소각, 처리할 수 있으며 나아가 국내에 도입되고 있는 수입 기종 의존도를 줄이며, 대외경쟁력을 높일 수 있는 매우 유용한 기술인 것이다.

Claims (1)

1. 연소실의 상측에 폐기물을 연속으로 투입하도록 하는 연속분화구(11)가 설치되고 하부에 연소재를 배출하는 연속회출구(14)가 구비된 중공건류 소각장치에 있어서, 하향건류실(21)의 내부에 설치된 상측의 아치수관(2)과 하측의 가열수관(4)이 아치헤더(3)와 강수헤더(1)에 의해 상호 연결되고, 상기 아치헤더(2)는 전면 수냉벽 상수관(6)에 의해 후측의 연도상에 설치된 수관보일러(22)상부의 증기드럼(7)에 연결되며, 상기 강수헤더(1)는 하향강수관(9)에 의해 상기 수관보일러(22) 하부의 물드럼(8)에 연결되도록 하여 하향건류실(21)에서 발생되는 고온의 탕수열이 수관보일러(22) 본체에 보다 신속하게 흡수되도록 함을 특징으로 하는 중공 건류형 고열분해 하향 연소식 수관보일러.