KR970002535B1 - 폐기물 완전연소 시스템 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

폐기물 완전연소 시스템

제1도는 본 발명의 정면도.

제2도는 본 발명의 평면도.

제3도는 제1도의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.

제4도는 공기파이프와 냉각수파이프의 결합상태를 나타내는 확대단면도.

제5도는 제3도의 Ⅱ-Ⅱ선 확대단면도.

제6도는 배출장치의 단면도.

제7도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선 확대단면도.

제8도는 제2도의 Ⅳ-Ⅳ선 확대단면도.

제9도는 제8도의 A부 확대도.

제10도는 제1도의 B부 확대 반단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 폐기물공급장치 2 : 건류소각장치

3 : 재배출장치 4 : 건류가스연소장치

5 : 간접건류소각탱크 6 : 연결파이프

7 : 건류가스파이프 8 : 소켓파이프

9 : 열교환기 11 : 폐기물수용통체

21 : 건류소각로 22 : 통체

23 : 내화벽돌 24 : 냉각수파이프

25 : 공기파이프 32 : 배출블레이드

33 : 배출가이드통체 41 : 예열착화기

42 : 연소탱크 51 : 외통체

52 : 내통체 WT : 집수탱크

M : 배출파이프 D : 댐퍼

K : 연결통체 C : 굴뚝.

본 발명은 일반 폐기물이나 특정 폐기물을 건류소각(乾流燒却)하기 위한 폐기물 완전연소 시스템에 관한 것이다.

소각로는 폐기물의 소각방법에 따라 직연소각로와 건류식소각로의 2종류로 구분된다. 직연소각로는 로내에 폐기물이 화염을 일으키며 연소될 수 있을 정도의 열과 공기를 공급하여 폐기물을 소각하는 것으로서 소각시간이 짧아 종래에 널리 이용되어 왔다. 그러나 직연소각로에 의한 폐기물의 소각시에는 폐기물의 소각은 불가능하며 매연, 냄새, 분진이 다량 발생하는 문제점이 있음과 함께 집진장치와 같은 환경오염 방지시설이 필수적으로 요구되고 있다. 한편, 이와 같은 직연소각로의 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 로내에 폐기물이 화염을 일으키지 않으며 연소될 수 있을 정도의 열과 공기를 공급하여 폐기물을 건류소각하는 건류소각로가 이용되고 있는 것으로 이 건류소각로에 의한 소각은 폐기물을 가연성 가스화하고 가연성 가스를 연소실에서 연소시키는 것이므로 폐기물의 완전연소를 이룰 수 있어 매연, 냄새, 분진 등의 2차 공해가 발생하지 않으며 수분 함유율이 높은 폐기물을 소각할 수 있고 소각처리중 발생하는 많은 폐열을 이용하여 온수 및 전력생산 등으로 실용화할 수 있는 이점이 있다. 그러나 건류소각로에 있어서도 직연소각로와 같이 폐기물의 공급을 운전초기에 일관투입하는 것이고 재(fire Ash)의 배출장치가 구비되어 있지 않으므로, 일괄투입된 폐기물이 소각된 후에는 로가 자연 냉각될때까지 운전을 중지하여야 하며 로가 냉각된 후에는 로내의 재를 인력으로 배출 운반하여야 하고 다시 로내에 폐기물을 인력으로 투입 운전하여야 하는 것이므로 소각시간에 상당한 시간이 소요됨은 물론 효율적인 소각을 이룰 수 없었다.

본 발명은 상기와 같은 직연소각로의 문제점을 해결하고자 하는데 목적이 있으며 이러한 목적을 해결하기 위한 수단은 「통체내로 투입된 폐기물을 반복 압압하여 대상 공급장소로 압송하는 폐기물공급장치와, 폐기물공급장치에 의해 밀폐구조의 건류소각로내로 공급된 폐기물에 소정의 열과 공기를 가하여 건류소각하기 위한 건류소각장치와, 건류소각로에서 발생되는 재를 자동배출하기 위한 재배출장치와 건류소각장치에서 발생되는 건류가스를 연소시키기 위한 건류가스연소장치와, 건류가스연소장치내에 수용되어 수분함유율이 높은 특정 폐기물이나 폐전선을 건류소각하기 위한 간접건류소각탱크」로 구성한 것에 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 도면에 따라서 상세히 설명한다.

1.1,은 소정의 간격을 두고 평행하게 설치되어 폐기물을 반복 압압하여 대상 공급장소로 압송하는 폐기물 공급장치로서 원통상으로 된 소각물수용통체(11)의 상부에 형성되어 있는 소각물 투입구(11a)의 상부에는 호퍼(12)가 설치되어 있고 소각물수용통체(11)의 일측에는 실린더(13)가 설치되어 있으며 실린더(13)에 결합된 피스톤로드(14)의 선단에는 압압판(15)이 고정되어 있다. 이 압압판(15)은 그 외주면이 소각물수용통체(11)의 내주면에 접하도록 설치되어 실린더로드(14)의 왕복운동에 의해 소각물수용통체(11)의 내부를 왕복운동하도록 되어 있다. 또 소각물수용통체(11)의 타측에는 소각물수용통체(11)내의 폐기물이 대상 공급장소로 이동할 수 있도록 가이드파이프(16)의 일단이 고정되어 있다.

2.2,는 폐기물공급장치(1.1)와 소정의 간격을 두고 평행하게 설치되어 폐기물공급장치(1.1)에 의해 밀폐구조의 로내로 공급된 폐기물을 건류소각하는 건류소각장치로서, 건류소각로(21.21)는 상부에 탑캡(22a)이 고정된 원통상의 통체(22) 내면에 내화벽돌(23)이 라이닝된 구조를 되어 있으며 상기 탑캡(22a)에는 가이드파이프(16)의 타단이 연결되어 있다. 또 건류소각로(21)의 하측에는 뒤에 설명하는 공기파이프(25)의 열변형을 방지하기 위하여 제3도에 도시된 바와 같이 냉각수파이프(24)가 일정한 간격을 두고 배치되어 있으며 이 냉각수파이프(24)들은 엘보(24a)로서 상호 연결되어 있고 냉각수파이프(24)의 내부에는 공기파이프(25)가 삽입되어 있다. 그리고 공기파이프(24)의 내부에는 공기파이프(25)가 삽입되어 있다. 그리고 공기파이프(25)의 상부에 소정의 간격을 두고 조밀하게 고정된 노즐(25a)은 제4도에 도시된 바와 같이 냉각수파이프(24)의 상면에 형성된 노즐구멍(24b)을 통하여 냉각수파이프(24)의 상부로 돌출되어 있으며 공기파이프(25)의 양선단은 냉각수파이프(24)를 연결하고 있는 엘보(24a)의 선단으로부터 약간 돌출되어 일측 선단은 중간에 개폐변(25b)을 개재시켜 컨넥트파이프(25c)로서 상호 연결되어 도시하지 않은 송풍기와 연결되어 있고 타측 선단은 엔드캡(25d)으로서 폐쇄되어 있다. 또, 공기파이프(25)의 선단부 외주면과 상기 엘보(24a)의 선단부 내주면사이는 엔드실(도시되지 않음)로서 폐쇄되어 있다. 그리고 중간부(제5도 참조)와 양외측에 배치된 냉각수파이프(24.24.24.24)의 선단은 엘보(24c)와 주냉각수파이프(26.26.26.26)를 통하여 집수탱크(WT)와 연결되어 있고 전기 중간부 또는 양외측의 냉각수파이프(24.24)에서 인출된 2개의 주냉각수파이프(26.26)에는 펌프(p)가 설치되어 있다.

따라서 냉각수의 순환영역은 건류소각로(21)의 내부단면적에 대하여 양분되어 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 건류소각로(21)의 하부 외측에는 버너(27)가 설치되어 버너(27)와 연결된 화염분사파이프(27a)가 건류소각로(21)의 내부로 신장되어 있다.

이와 같이 구성된 건류소각장치(2.2)는 지지프레임(28)에 의해 지지되어 있는 것으로 이 지지프레임(28)은 직립지주(28a)와 가로빔(28b)과 세로빔(28c)이 사각 틀형상을 이루도록 상호 연결된 구조로 되어 있다.

3.3,은 건류소각로(21)에서 발생되는 재를 자동배출하기 위한 재배출장치로서 제6도에 도시한 바와 같이 건류소각로(21)의 저면에 형성되어 있는 배출구멍(31)의 상부에는 배출블레이드(32)가 배치되어 있고 배출구멍(31)의 단부에는 V상의 통체로 된 배출가이드통체(33)의 일단이 고정되어 있다. 그리고 배출블레이드(32)는 감속기(34)의 출력축(34a)과 결합되어 있고, 감속기(34)는 모터(35)와 연결 구동되도록 되어 있음과 동시에 지지프레임(36)을 통해 배출가이드통체(33)에 지지되어 있다. 또한, 배출가이드통체(33)의 하단은 원통상으로 된 재수용통체(37)의 상부에 형성되어 있는 재낙하공(37a)의 단부에 고정되어 있고 전기 재수용통체(37)의 일측은 가이드파이프(38)를 통해 도시하지 않은 재탱크와 연통되어 있음과 함께 타측에는 실린더(39)가 설치되어 있다. 또한 실린더(39)에 결합된 피스톤로드(39a)의 선단에는 압압판(39b)이 고정되어 있음과 함께 이 압압판(39b)은 그 외주면이 재수용통체(37)의 내주면과 접하도록 설치되어 있다.

4.4,는 건류소각장치에서 발생되는 건류가스를 연소시키기 위한 건류가스연소장치로서, 이 건류가스연소장치(4)는 건류가스를 예열착화시키기 위한 예열착화기(41)와, 예열착화기(41)에서 착화된 건류가스가 소정의 공간내에서 연소되도록 한 연소탱크(42)로 구성되어 있다.

예열착화기(41)는 통체(41a)의 일측에 건(Gun) 버너(41b)가 설치되어 있음과 동시에 통체(41a)의 내부는 공기파이프(41c)를 통해 도시하지 않은 송풍기와 연결된 구성으로 되어, 통체(41a)의 일측은 개폐변(41d)이 설치된 건류가스파이프(41e)를 통해 건류소각로(21)의 내측상부와 연통되어 있고 타측은 뒤에 설명하는 연소탱크(42)의 유입측과 연통되어 있다.

원통형상의 연소탱크(42)는 제7도에 도시된 바와 같이 유입측과 배출측의 직경이 원추형상으로 축소된 길이가 긴 통체(42a)로 형성되어, 그의 내면에 내화벽돌(42b)이 라이닝된 구성으로 되어, 일측 연소탱크(42)의 배출측 상부가 타측 연소탱크(42)의 유입측과 리턴파이프(43)로서 연통되어 있으며 리턴파이프(43)에는 리턴파이프(43)보다 내경이 확장된 통형상의 감압탱크(44)가 설치되어 있고 감압탱크(44)의 하부에는 개폐변(45)이 설치되어 있다.

상기와 같은 건류가스연소장치(4.4)는 지지프레임(46)에 의해 지지되어 있는 것으로 이 지지프레임(46)은 하부 지지프레임(47)과 하부 지지프레임(47)의 위에 얹혀진 상부 지지프레임(48)으로 구성되어 있다. 하부 지지프레임(47)은 직립지주(47a)와 가로빔(47b)과 세로빔(도시되지 않음)이 사각의 틀형상을 이루도록 상호연결된 구조로 되어 있고, 상부 지지프레임(48)은 제7도에 도시된 바와 같이 직립지주(48a)와 세로빔(48b,48c)과 경사지주(48d)가 M상의 틀형상을 이루도록 상호연결된 구조로 되어 있다. 또한, 이 상부 지지프레임(48)의 상부에 연소탱크(42)가 얹혀 고정되어 있다.

5.5,는 건류가스연소장치(4)의 연소탱크(42)내에 수용되어 수분함유율이 높은 특정 폐기물이나 폐전선을 간접 건류소각하기 위한 간접건류소각탱크로서, 그 구조는 제8도에 도시된 바와 같이 외통체(51)의 내부에 외통체(51)와 소정의 간격을 유지하도록 내통체(52)가 수용되어 있고 외통체(51)의 상부 테두리판(51a)에 얹혀진 내통체(52)의 테두리판(52a)에는 커버(53)가 체결구(54)로서 착·탈가능하게 고정된 구조로 되어 있다. 이와 같이 간접건류소각탱크(5)를 외통체(51)와 내통체(52)의 2중 구조로 한 것은 연소탱크(42)내의 고온이 과도하게 내통체(5)내로 전달되는 것을 방지하여 내통체(52)에서의 건류소각과정을 서서히 진행시키기 위한 것이다. 한편, 이와 같은 간접건류소각탱크(5.5)를 연소탱크(42)내에 착탈가능하게 장착하기 위한 구성으로는 연소탱크(42)의 상면에 외통체(51)가 삽입될 수 있는 크기의 장착구멍(42c)이 형성되어 있다. 또한, 상부 지지프레임(48)의 직립지주(48a) 및 삽입구멍(42c)과 근접한 연소탱크(42)의 상면에는 지지빔(55.56)이 평행하게 고정되어 있으며 이 지지빔(55.56)의 상측은 연결형 강(57)으로 연결되어 있음과 함께 지지빔(56)과 연결형 강(57)위에는 서포트판(58)이 고정된 구성으로 되어, 상기 장착구멍(42c)에 간접건류소각탱크(5)의 외통체(51)가 삽입되어 외통체(51)의 테두리판(51a)이 서포트판(58)에 올려져 있고 외통체(51)의 테두리판(51a)은 클램프(59)와 체결구(59a)로서 서포트판(58)에 착·탈가능하게 고정되어 있다.

상기와 같이 설치된 간접건류소각탱크(5.5)는 내통체(52) 내부가 연결파이프(6)와 건류가스파이프(7)를 통하여 예열착화기(41)의 통체(41a)와 연통되어 있고 상기 연결파이프(6)는 중간부가 소켓(6a)으로서 분리가능하게 연결되어 있음과 함께 소켓(6a)의 앞뒷쪽에는 개폐변(6b)이 설치되어 있다.

상기 건류가스연소장치(4.4)의 연소탱크(42)는 그 배출측 선단부가 내면이 내화벽돌(8b)로 라이닝된 소켓관(8)로서 공지된 수냉식 열교환기(9)의 유입측과 연결되어 있다. 그리고 이 연결구성에 있어서 소켓관(8)의 소켓부(8a)에는 제10도에 도시된 바와 같이 연소탱크(42)의 배출측 선단부가 슬라이딩 가능하게 결합된 구조로 되어 연소탱크(42)의 열팽창에 의한 신장에 대응할 수 있도록 되어 있다. 또한, 열교환기(9)는 냉각수관(WT')으로서 집수탱크(WT)와 연결되어 집수탱크(WT)로부터 냉각수를 공급받도록 되어 있고 열교환기(9)의 배출측은 배출파이프(M)와 연결통체(K)를 통하여 굴뚝(C)과 연통되어 있으며 전기 하나의 배출파이프(M)에는 배출파이프(M)를 개폐할 수 있도록 댐퍼(D)가 설치되어 있다(미설명부호 MC는 건류소각로(21)와 연소탱크(42) 내를 청소 또는 보수할 수 있도록 형성한 맨홀의 맨홀커버임).

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명을 이용하여 폐기물을 소각하는 과정에 대하여 설명한다.

먼저 폐기물공급장치(1)의 호퍼(12)를 통하여 소각물수용통체(11)에 소각물을 채운다음 실린더(13)에 압유를 공급하여 피스론로드(14)를 신장시키면 폐기물수용통체(11) 내의 폐기물은 압압판(15)의 압압력에 의하여 가이드파이프(16)로 이동되며 이와 같은 작동을 반복하면 가이드파이프(16)에 채워지는 폐기물은 가이드파이프(16)의 상측 단부로부터 빠져나와 건류소각장치(2)의 건류소각로(21)내로 낙하하여 냉각수파이프(24)위에 쌓이게 된다. 이와 같이 건류소각로(21)내에 폐기물을 공급하여 소정량의 폐기물이 냉각수파이프(24) 위에 쌓이면 폐기물의 공급을 중단하고 개폐변 25b.41d를 개방한 상태에서 펌프(P)와 송풍기(도시하지 않음)를 가동하여 냉각수파이프(24)에 냉각수를 순환시킴과 함께 건류소각로(21)내에 폐기물이 화염을 일으키지 않으며 연소될 수 있을 정도의 공기를 공급하면서 버너(27)를 이용하여 폐기물을 착화시킨다. 폐기물이 연소되어 건류소각로(21)에서 발생하는 건류가스가 건류가스연소장치(4.4)의 연소탱크(42)내로 유입되기 시작하면 공기파이프(41c)를 통해 통체(41a)내에 공기를 공급하면서 건(Gum)버너(41b)로서 연소탱크(42)내로 유입되는 건류가스를 착화시켜 연소탱크(42)내에서 건류가스의 연소가 이루어지도록 한다. 이렇게 연소탱크(42)내로 유입되는 건류가스가 일단 착화되면 뒤에 계속하여 연소탱크(42)내로 유입되는 건류가스도 연소탱크(42)내에서 착화 연소되게 되고 연소탱크(42)에서 발생되는 연소가스는 소켓파이프(8)를 통해 열교환기(9)를 통과하는 동안 냉각되어 배출파이프(M)와 연결통체(K)와 굴뚝(C)을 거쳐 배출된다. 그리고, 이와 같이 연소탱크(42)에서 건류가스의 연소가 이루어져 연소탱크(42)가 가온되면 연소탱크(42)는 열팽창하나 연소탱크(42)의 배출측과 소켓파이프(8)의 소켓부(8a)와는 슬라이딩 가능하게 결합되어 있으므로 연소탱크(42)의 전후 연결구성에는 어떠한 손상도 일어나지 않는다.

한편, 상기와 같은 소각과정이 진행되면 소정의 시간마다 건류소각로(21)의 저면에 쌓이는 재를 배출하여 주고 건류소각로(21)에 폐기물을 재공급하여 주는 것만으로 폐기물의 건류소각을 계속할 수 있는 것으로 폐기물의 공급과 재의 배출주기는 건류소각로(21)의 소각능력과 재의 배출량을 고려하여 결정한다. 그리고 폐기물의 공급은 앞에 설명한 방법에 의해 할 수 있는 것이고 재의 배출은 제6도에서 재배출장치(3)의 모터(35)를 구동시키고 실린더(39)에 압유를 공급함으로서 이룰 수 있다. 재의 배출과정은 다음과 같다.

먼저 모터(35)를 구동시키면 배출블레이드(32)는 건류소각로(21)의 저면에 쌓인 재를 긁으면서 회전하므로 재는 배출구멍(31)에서 낙하하여 배출가이드통체(33)를 통해 재수용통체(37)내로 수용된다. 따라서 실린더(39)에 압유를 공급하여 압압판(39b)을 재수용통체(37)내에서 왕복시키는 것에 의해 재수용통체(37)에 수용된 재는 가이드파이프(38)를 통해 도시하지 않는 재탱크로 배출된다.

상기와 같이 본 발명으로 폐기물을 소각함에 있어서 간접건류소각탱크(5.5)를 이용하여 수분함유율이 높은 특정폐기물이나 폐전선을 소각하는 과정은 다음과 같다.

제8도에서 소켓(6a)을 일측으로 회동시켜 연결파이프(6)를 분리함과 함께 체결구(59a)를 풀러 커버(53)를 분리한 후 내통체(52)내에 소각대상 폐기물을 넣고 커버(53)를 내통체(52)에 결합함과 함께 소켓(6a)을 회동시켜 연결파이프(6)를 연결한 상태에서 앞에서와 같이 건류소각로(21)에서의 건류소각과 연소탱크(42)에서의 연소를 진행시키면 내통체(52)내의 폐기물은 연소탱크(42)내에서 연소되는 건류가스의 연소열에 의해 건조 열분해된다. 그리고 이와 같이 내통체(52)내의 폐기물이 열분해되면서 발생하는 건류가스는 연결파이프(6)와 건류가스파이프(7)와 통체(41a)를 통해 연소탱크(42)내로 보내어져 건류소각로(21)에서 유입되는 건류가스와 함께 연소된다. 따라서 이와 같이 폐기물을 건류소각할 경우에는 폐기물에 함유된 수분을 증발시킨 다음 폐기물을 열분해하여 소각하는 것이므로 수분함유율이 높은 폐기물을 효율적으로 소각할 수 있는 것이고 특히 폐전선을 소각할 경우에는 양질의 동을 얻을 수 있는 것이다.

또한 상기와 같은 본 발명에 있어서 배출파이프(M)에 설치된 댐퍼(D)로 일측 배출파이프(M)를 폐쇄할 경우에는 일측 연소탱크(42)에서 불연소된 건류가스를 리턴파이프(43)를 통해 타측 연소탱크(42)로 유입시켜 재차 연소시킬 수 있으므로 건류가스를 완전 연소시킬 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 건류소각로의 밀폐상태를 유지한채로 건류소각로에 소각대상 폐기물을 연속하여 공급할 수 있고 건류소각로에서 발생되는 재는 자동배출시킬 수 있으므로 종래의 건류식 소각로에 의한 효과는 물론 소각장치의 운전을 장시간 계속할 수 있어 다량의 폐기물을 빠른 시간에 효율적으로 소각할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명은 연소탱크내에서의 건류가스의 연소열을 이용하여 수분함유율이 높은 폐기물을 건조 열분해하여 소각할 수 있도록 한 것이므로 수분함유율이 높은 폐기물을 효과적으로 소각할 수 있음은 물론 특히 폐전선을 소각할 경우에는 양질의 동을 회수할 수 있는 것이다. 또한 본 발명은 연소탱크에서 불연소된 건류가스를 재차 연소시켜 완전 연소시킬 수 있도록 한 것이므로 매연이나 냄새 등의 2차 공해를 방지할 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 폐기물을 연속적으로 건류소각하기 위한 소각장치에 있어서, 폐기물수용통체내로 도입된 상기 폐기물을 반복적으로 압압하여 압송하는 폐기물공급장치와, 상기 폐기물공급장치로부터 상기 폐기물을 수용하는 밀폐된 로를 구비하며, 상기 밀폐된 로내로 수용된 상기 폐기물에 소정량의 열과 공기를 공급하여 상기 폐기물을 건류소각하는 건류소각장치와, 공기파이프들의 배열, 수관들의 배열 및 버너를 구비하는 상기 로내에서 건류된 상기 폐기물로부터 발생되는 재를 배출시키기 위한 재배출장치와, 상기 로에서 건류된 가스를 예열착화시키는 건류가스연소장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 완전연소 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 건류가스연소장치는 건류가스를 예열착화시키기 위한 예열착화기와, 상기 예열착화기에 의해 건류가스를 연소시키는 연소탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 완전연소 시스템.
3. 제2항에 있어서, 건류가스연소장치는 복수개로 하고 연소탱크의 배출측을 다른 연소탱크의 유입측과 연통시켜 건류가스를 다단 연소시킨 후, 배출할 수 있도록 구성하고, 상기 건류가스연소장치의 연소탱크내에는 수분함유율이 높은 특정 폐기물이나 폐전선을 간접건류소각하는 간접건류소각탱크가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐기물 완전연소 시스템.
4. 제3항에 있어서, 연소탱크와 연통된 통체내에는 공기를 공급할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 폐기물 완전연소 시스템.
5. 제4항에 있어서, 연소탱크의 배출측과 열교환기는 소켓파이프로 연통시키되 연소탱크의 배출측 선단부는 소켓파이프의 소켓부와 슬라이딩 가능하게 결합한 것을 특징으로 하는 폐기물 완전연소 시스템.