WO2010104362A2 - 연소기능이 우수한 로터리 킬른 - Google Patents

연소기능이 우수한 로터리 킬른 Download PDF

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WO2010104362A2
WO2010104362A2 PCT/KR2010/001579 KR2010001579W WO2010104362A2 WO 2010104362 A2 WO2010104362 A2 WO 2010104362A2 KR 2010001579 W KR2010001579 W KR 2010001579W WO 2010104362 A2 WO2010104362 A2 WO 2010104362A2
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hole
waste
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박영선
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Park Young Sun
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/20—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having rotating or oscillating drums
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed

Definitions

  • the present invention relates to a rotary kiln with excellent combustion function, and more particularly to a rotary kiln suitable for use in an apparatus for incineration and melting of waste such as industrial waste or general waste.
  • a rotary kiln made of a refractory cylinder is installed to rotate at a gentle speed at a slightly inclined state, and generally blows flame into the rotary kiln, and feeds the raw material toward the entrance of the relatively high rotary kiln.
  • the raw materials introduced to the inlet of the rotary kiln are agitated and burned and dissolved in the rotary kiln, which naturally moves to the exit of the rotary kiln, which is located relatively low, and is discharged to the outside of the rotary kiln.
  • the fuel injected into the rotary kiln is forced to blow the air to the inside of the rotary kiln to better burn, so that the combustion of the fuel is promoted.
  • the conventional rotary kiln has a simple cylindrical structure, in order to force air into the rotary kiln, the air must be blown toward the inlet of the rotary kiln.
  • the air is blown into the inlet of the rotary kiln, the rotary kiln Since the air blown inside is not supplied to the inside of the rotary kiln in which the fuel is located, and most of the air is moved along the inside of the rotary kiln and discharged to the outside, the fuel injected into the rotary kiln is satisfactorily combusted and dissolved. It didn't work.
  • the improved conventional waste incineration / dissolution apparatus is not as satisfactory as the combustion function is expected, and it is not activated to burn waste that is an environmental pollutant and recycle it as a heat source.
  • the present invention has been invented to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a rotary kiln having an excellent combustion function for effectively burning the waste fuel introduced therein.
  • the first distribution line is provided in the circumferential direction on the outer circumferential direction, the secondary distribution line provided in the longitudinal direction while communicating with the primary distribution line, the secondary distribution line, secondary distribution An inner passage of a refractory material having a discharge line communicating with the line and opening toward the inner hole; It has a structure characterized in that it comprises an outer cylinder surrounding the outer surface of the inner cylinder having an air inlet hole communicated with the primary distribution line of the inner cylinder.
  • the outer cylinder constituting the rotary kiln is formed with an air inlet hole
  • the inner cylinder constituting the rotary kiln is provided with an air supply line for inducing and discharging air introduced through the air inlet hole of the outer cylinder to the inner hole of the rotary kiln.
  • the discharge line for ejecting air into the rotary kiln inner hole continuously moves along the circumferential direction and ejects the outside air into the rotary kiln inner hole, so that the outside air is evenly distributed into the rotary kiln inner hole.
  • the combustion function of the rotary kiln is further improved.
  • the rotary kiln according to the present invention is applied to a waste incineration / dissolution apparatus, the structure of the waste incineration / dissolution apparatus is greatly simplified, and the maintenance and maintenance of the waste incineration / dissolution apparatus is advantageous, and the waste incineration / dissolution apparatus of A significant reduction in facility investment costs can be expected.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a rotary kiln according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view of a partial cutaway of the rotary kiln according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining an example of the use of a rotary kiln according to the present invention, a view showing a waste incineration and melting apparatus equipped with a rotary kiln according to the present invention
  • FIG. 7 is an enlarged view of part X shown in FIG. 6;
  • FIG. 8 is an enlarged view of a portion Y shown in FIG. 6;
  • FIGS. 9 and 10 are views for explaining an air supply state into the rotary kiln using the rotary kiln according to the present invention.
  • FIG. 11 and 12 are views for explaining a modified example of the rotary kiln according to the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 9, and
  • FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 10.
  • B1 to B4 Hermetic holding member, B1a to B4a; live,
  • FIGS. 1 to 5 are diagrams showing an example of a rotary kiln according to the present invention.
  • the rotary kiln according to the present embodiment, the inner cylinder 110 of the refractory material, the outer cylinder 120 surrounding the outer surface of the inner cylinder 110, and the air provided on the outer surface of the outer cylinder 120 It consists of a flow guide member (130; 130 ').
  • the inner cylinder 110 is provided in the circumferential direction in the circumferential direction and is provided in the longitudinal direction while communicating with the primary distribution lines 111 and 111 'and the primary distribution lines 111 and 111'. And a discharge line 113 communicating with the primary distribution line 112 and the secondary distribution line 112 and opening toward the inner hole 100a.
  • the primary distribution lines 111 and 111 ' are formed by fixing a cylindrical metal frame having a “C” cross section to the inner surface of the outer cylinder 120, but the primary distribution lines 111 and 111'.
  • the cross-sectional shape of ') is not limited to this embodiment and may be variously modified as necessary, and if necessary, the primary distribution lines 111 and 111 may be formed in an arc shape.
  • the secondary distribution line 112 is formed by fixing a circular metal tube in communication with the side of the primary distribution line (111; 111 '), but also the cross-sectional shape of the secondary distribution line 112 is also specified
  • the present invention is not limited to the form and may be variously modified as necessary.
  • the discharge line 113 is fixed to communicate with the circumferential surface of the secondary distribution line 112, the circular metal tube, the outlet is formed to face the central axis of the inner cylinder 110, discharge line 113 Although the air discharged through) is discharged toward the center of the inner hole 100a of the rotary kiln 110, the cross-sectional shape of the discharge line 113 is also not limited to a specific shape and may be variously modified as necessary.
  • the air supply lines 111, 111 ', 112, and 113 are formed by using a metal frame and a pipe, and a part or part of these air supply lines 111, 111', 112, and 113 are made of fireproof materials. While encapsulating the whole, the inner cylinder 110 of the refractory material with the air supply lines 111, 111 ', 112, 113 was formed, but the air supply lines 111, 111', 112, 113 according to the present invention are limited thereto. It can be formed in a variety of forms without.
  • the air outlet of the discharge line 113 is preferably formed of a refractory material.
  • the air outlet of the discharge line 113 to protrude toward the inner hole (100a) to form a nozzle-shaped projection (113a), in this way to form a projection nozzle 113a, at a high temperature
  • the outer cylinder 120 forms a structure having an air inlet hole 120a communicating with the primary distribution line 111 of the inner cylinder 110.
  • the size and position of the air inlet hole 120a may be appropriately selected as necessary, but the position of the air inlet hole 120a is preferably formed in the middle portion between the secondary distribution lines 112, so that the air inlet hole ( It is preferable to allow the air introduced from the outside through 120a) to flow into the secondary distribution line 112 evenly through the primary distribution lines 111 and 111 '.
  • a circular metal tube is generally applied as the outer cylinder 120.
  • the air flow guide member (130; 130 ') is provided to protrude in the circumferential form on the outer surface of the outer cylinder 120, a pair of air guide plate (G1) for guiding air supplied from the outside to the air inlet hole (120a) G2; G3, G4).
  • the pair of air guide plates (G1, G2; G3, G4) is made of a heat-resistant silicone material having heat resistance and elasticity, but a pair of air guide plates (G1, G2; G3, G4) is not limited thereto, and various materials may be applied as necessary.
  • reference numeral "141” is a fixing member for fixing the air guide plate (G1 ⁇ G4)
  • reference numeral “142” is a fastening member for fastening the fixing member 141 to the outer cylinder 120
  • Reference numeral 120b denotes a fastening hole which is screwed with the fastening member.
  • the structure for fastening the air guide plate (G1 ⁇ G4) to the outer cylinder 120 is not limited to this embodiment, it can be appropriately modified according to the shape and shape of the air guide plate (G1 ⁇ G4) of course to be.
  • the waste incineration and dissolving apparatus supports a rotary kiln 100 and rotates the rotary kiln 200 clockwise or counterclockwise about an axis of the rotary kiln 100. 200);
  • a rotary kiln 100 according to the present invention mounted on and fixed to the rotary kiln drive unit 200 in an inclined state such that an inlet (left in FIG. 6) is disposed higher than an outlet (right in FIG.
  • the secondary combustion furnace 400 separates and discharges the combustion gas and the slag while sealing the outlet opened to the outside of the rotary kiln 100 by having a combustion gas outlet 400a at the upper portion and a slag outlet 400b at the lower portion.
  • a waste input device 500 installed in the sealed structure 300 to supply waste into the rotary kiln 200;
  • a combustion burner (600) installed in the closed structure (300) to ignite the waste introduced into the rotary kiln (200);
  • An air supply device 700 for supplying combustion promoting air to the rotary kiln 100;
  • a slug feeder 800 for transferring the slugs discharged to the outside through the slug discharge port 400b of the secondary combustion furnace 400; It is discharged to the outside through the slug discharge port 400b of the secondary combustion furnace 400, and consists of a cooling water tank 900 for cooling the slugs conveyed by the slug feeder (800).
  • FIG. 7 is an enlarged view of the periphery of the inlet-side air flow guide member 130 of the rotary kiln 100, and accordingly, the first hermetic holding member having a plurality of ribs B1a and a through hole h1 ( B1) is installed in the sealed structure 300, and the air guide plates G1 and G2 constituting the inlet-side airflow guide member 130 between the ribs B1a of the first hermetic holding member B1 are spaced a predetermined distance. It is fitted together.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the periphery of the outlet side air flow guide member 130 of the rotary kiln 100.
  • a second hermetic holding member having a plurality of ribs B2a and through holes h2 may be provided.
  • B2) is installed in the secondary combustion furnace 400, and the air guide plates G3 and G4 constituting the outlet-side air flow guide member 130 between the ribs B2a of the second hermetic holding member B2. It is fitted at a predetermined interval.
  • reference numeral 410 denotes an air nozzle for supplying air supplied from the air supply device 700 into the secondary combustion furnace 400.
  • the rotary kiln 100 When the waste incineration and dissolving device is operated, the rotary kiln 100 is rotated by the rotary kiln driving device 200, and the waste is discharged in a state in which air is supplied from the air supply device 700 to the rotary kiln 100.
  • the waste injector 500 is introduced into the rotary kiln 100.
  • the combustion burner 600 is temporarily operated so that the waste introduced into the rotary kiln 100 is ignited, and when the waste introduced into the rotary kiln 100 is ignited, the combustion heat of the waste even if the operation of the combustion burner 600 is stopped. This ensures that combustion of the waste is maintained continuously.
  • the waste introduced into the rotary kiln 100 is burned and melted while being stirred by the rotary kiln 100 and is naturally discharged to the secondary combustion furnace 400.
  • the combustion gas from the rotary kiln 100 is the secondary combustion furnace. After being led to the upper portion of the 400 and re-burned in the secondary combustion furnace 400, it is discharged to the outside through the combustion gas outlet 400a, and the slag (combustion waste) from the rotary kiln 100 is secondary combustion.
  • the free fall to the lower portion of the furnace 400 is rapidly cooled through the cooling water tank 900 is transferred to the next step through the slug feeder (800).
  • the air supplied from the air supply device 700 as shown in Figure 9, the space between the through-hole h1 of the first hermetic holding member (B1) ⁇ a pair of air guide plates (G1, G2) ⁇ the air inlet hole 120a (see FIG. 4 or FIG. 6) of the outer cylinder 120 ⁇ the primary distribution line 111 ⁇ the secondary distribution line 112 ⁇ the nozzle 113a after being sequentially moved to the discharge line 113 Blows into the inner hole (100a) through.
  • the through-hole h2 of the second hermetic holding member B2 ⁇ the space between the pair of air guide plates G3 and G4 ⁇ the air inlet hole of the outer cylinder 120.
  • an air inlet hole 120a is formed in the outer cylinder 120 constituting the rotary kiln 100, and an air inlet hole of the outer cylinder 120 is formed in the inner cylinder 110 constituting the rotary kiln 100.
  • Air supply lines 111, 111 ′, 112, and 113 are provided to guide and discharge the air introduced through 120a to the inner hole 100a of the rotary kiln 100, so that the rotary kiln 100 is rotated by the rotary kiln 100. Since it directly supplies the air for promoting the combustion directly to the waste inside), the combustion function of the rotary kiln 100 is greatly improved.
  • the discharge line 113 for ejecting air to the rotary kiln inner hole (100a) is continuously moved along the circumferential direction to the outside air to the rotary kiln inner hole ( Since 100a is blown out, the outside air is evenly blown into the rotary kiln inner hole 100a, so that the combustion function of the rotary kiln 100 is further improved.
  • the rotary kiln 100 according to the present invention is applied to a waste incineration / dissolution apparatus, the structure of the waste incineration / dissolution apparatus is greatly simplified, and the maintenance and maintenance of the waste incineration / dissolution apparatus is advantageous, and the waste incineration ⁇ It is expected that the cost of equipment investment for melting apparatus will be greatly reduced.
  • 11 and 12 are views for explaining a modified example of the rotary kiln according to the present invention, and show an example in which the airflow guide members 130 and 130 'are made of hard metal.
  • the third hermetic holding member B3 having a plurality of ribs B3a and the through hole h3 is provided in the closed structure 300, and the rib B3a of the third hermetic holding member B3.
  • Air guide plates G1 and G2 constituting the inlet-side airflow guide member 130 are inserted at predetermined intervals.
  • the fourth hermetic holding member B4 having a plurality of ribs B4a and the through hole h4 is provided in the secondary combustion furnace 400, and the ribs of the fourth hermetic holding member B4 ( Between the B4a), the air guide plates G3 and G4 constituting the outlet side air flow guide member 130 are fitted at a predetermined interval.
  • the air guide plate (G1 ⁇ G4) is a hard metal material is fixed to the outer cylinder 120, so that the air from the air supply device 700 through-hole h1 of the first hermetic holding member (B1) ), A part of the inlet air leaks to the outside through a gap between the third and fourth hermetic holding members B3 and B4 and the air guide plates G1 to G4 by the supply pressure.
  • a plurality of air leak prevention plates (S1 ⁇ S4) is reinforced on the outer surface of the outer cylinder 120, and the ribs of the third and fourth hermetic holding members (B3, B4) ( It is preferable that the air leakage preventing plates S1 to S4 are sandwiched at predetermined intervals between the B3a and B4a to suppress leakage of the supply air to the outside.
  • the outlet of the discharge line 113 may be made to match the inner surface of the inner cylinder 110, as shown in Figure 11 and 12, in this case, the dissolved waste inside the rotary kiln 100 discharge line ( 113) has the disadvantage of increasing the risk of backflow.
  • the inlet side air flow guide member 130 and the primary distribution line 111 of the rotary kiln 100, the outlet side air flow guide member 130 'and the primary distribution line 111 The air supply from the air supply device 700 is simultaneously made through '), but if necessary, the air supply from the air supply device 700 may be made only through the inlet or outlet side.
  • the air flow guide member and the primary distribution line may be formed at more than one location so that the air supply from the air supply device 700 may be simultaneously performed at three or more locations, and the installation position of the air flow guide member and the primary distribution line may be provided. Of course, may be appropriately selected as needed.
  • the air from the air supply device 700 is guided to the air inlet hole (120a) of the outer cylinder 120 through the air flow guide member (130, 130 '), but such air flow Induction members (130, 130 ') can be selected whether or not applied depending on the coupling method with the airtight holding members (B1 ⁇ B4).
  • the air flow guide members 130 and 130 ' may not be applied depending on the air supply method to the primary distribution lines 111 and 111', and the air flow guide members 130 and 130 'may be applied if necessary. ) May be modified differently.
  • the rotary kiln 100 according to the present invention was developed for use in a waste incineration and dissolution apparatus, the rotary kiln 100 according to the present invention is not limited to a specific use, but is wider in various fields. Of course, it can be applied and used for the purpose.
  • the inlet portion of the rotary kiln 100 is dried and ignition of the waste is made, the full-scale combustion and melting of the waste is made in the middle of the rotary kiln 100, waste at the outlet of the rotary kiln 100 Since incineration and combustion gas are generated, allowing more air to be supplied to the middle portion of the rotary kiln 100 may increase the combustion efficiency of the rotary kiln 100.
  • the discharge line 113 of the same diameter is arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the secondary distribution line 112 as in this embodiment, the discharge line (located in the middle of the rotary kiln 100)
  • the supply pressure of the 113 is maintained relatively higher than the discharge line 113 of the other position, or the supply pressure is discharged while the discharge line 113 is arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the secondary distribution line 112
  • the diameter of the discharge line 113 located in the middle portion of the rotary kiln 100 is relatively larger than the discharge line 113 of the other position, or discharge line of the same diameter
  • the 113 is disposed along the longitudinal direction of the secondary distribution line 112 and the supply pressure is evenly applied to the discharge lines 113, between the discharge lines 113 positioned in the middle of the rotary kiln 100.

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  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

본 발명은 산업 폐기물이나 일반 폐기물등의 폐기물을 소각·용해하는 장치에 사용이 적합한 로터리 킬른에 관한 것으로, 로터리 킬른(100)을 구성하는 외통(120)에는 공기 유입구멍(120a)이 형성되고, 로터리 킬른(100)을 구성하는 내통(110)에는 외통(120)의 공기 유입구멍(120a)을 통해서 유입되는 공기를 로터리 킬른(100)의 내부 홀(100a)로 유도 배출하는 공기 공급라인(111, 111', 112, 113)이 구비된 구조로서, 로터리 킬른(100)이 로터리 킬른(100) 내부의 폐기물에 연소 촉진을 위한 공기를 자체적으로 직접 공급하게 되고, 로터리 킬른 내부 홀(100a)로 공기를 분출하는 배출라인(113)이 원주방향을 따라 연속적으로 위치이동되면서 외부 공기를 로터리 킬른 내부 홀(100a)로 분출하게 되므로, 외부 공기가 로터리 킬른 내부 홀(100a)로 고르게 분출되어, 로터리 킬른(100)의 연소기능이 크게 향상되는 효과가 있다.

Description

연소기능이 우수한 로터리 킬른
본 발명은 연소기능이 우수한 로터리 킬른에 관한 것으로, 특히 산업 폐기물이나 일반 폐기물등의 폐기물을 소각·용해하는 장치에 사용이 적합한 로터리 킬른에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 내화재질의 원통으로 제작되는 로터리 킬른은 약간 기울어진 상태에서 완만한 속도로 회전되게 설치되며, 통상 로터리 킬른 내에 화염을 불어넣고, 상대적으로 높게 위치된 로터리 킬른의 입구쪽으로 원료를 투입하여, 로터리 킬른의 입구쪽으로 투입된 원료가 회전되는 로터리 킬른 내부에서 교반되어 연소·용해되면서, 자연스럽게 상대적으로 낮게 위치된 로터리 킬른의 출구쪽으로 이동되어서 로터리 킬른 외부로 배출되도록 하고 있다.
한편, 상기 로터리 킬른 내부로 투입된 연료가 보다 잘 연소되도록, 로터리 킬른 내부에 공기를 강제로 불어넣어서 연료의 연소가 촉진되도록 한다.
그러나, 종래 로터리 킬른은 단순한 원통형 구조를 이루고 있어서, 로터리 킬른 내부로 공기를 강제 공급하기 위해서는 로터리 킬른의 입구쪽으로 공기를 불어 넣을 수 밖에 없는데, 이처럼 공기를 로터리 킬른의 입구쪽으로 불어넣게 되면, 로터리 킬른 내부로 불어넣어진 공기가 연료가 위치한 로터리 킬른의 내부 아래쪽으로 공급되지 못하고, 대부분의 공기가 로터리 킬른의 내부 위쪽을 따라 이동되어서 외부로 배출되므로, 로터리 킬른 내부로 투입된 연료가 만족스럽게 연소·용해되지 못하였다.
이에 로터리 킬른 내부로 투입된 연료가 보다 잘 연소되도록 하는 방안에 대한 연구가 다방면으로 연구되고 있으며, 이중 일부는 이미 관련 분야에서 공연 실시되고 있는 실정이다.
그러나, 이러한 종래 방안들은 단순한 원통형 구조의 종래 로터리 킬른을 그대로 사용하면서 로터리 킬른 주변 장치를 복잡한 형태의 구조로 변경하거나, 별도의 장치들을 부가하는 방법을 취하고 있는데, 이들 방안에 따르면 폐기물 소각·용해장치의 구조가 매우 복잡하게 되어, 폐기물 소각·용해장치의 보수 및 유지가 불리할 뿐만 아니라, 폐기물 소각·용해장치의 설비 투자비용이 크게 높아지는 문제가 초래되었다.
또한, 상기 개량된 종래 폐기물 소각·용해장치는 연소기능도 기대했던 것 만큼 만족스럽지 못하여, 환경 오염물질인 폐기물을 연소시켜서 열원으로 재활용하는 것이 활성화되지 못하고 있다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제를 해소하기 위해서 발명된 것으로, 내부로 투입된 폐기물 연료의 연소가 효과적으로 이루어지도록 하는 연소기능이 우수한 로터리 킬른을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 둘레 외면에 원주방향으로 구비되어 외측방향으로 개방되는 1차 분배라인, 1차 분배라인에 연통되면서 길이방향으로 구비되는 2차 분배라인, 2차 분배라인에 연통되어 내부 홀을 향해 개구되는 배출라인을 갖춘 내화재질의 내통과 ; 내통의 1차 분배라인에 연통되는 공기 유입구멍을 갖추고서, 내통의 외면을 감싸는 외통을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.
본 발명에 따르면, 로터리 킬른을 구성하는 외통에는 공기 유입구멍이 형성되고, 로터리 킬른을 구성하는 내통에는 외통의 공기 유입구멍을 통해서 유입되는 공기를 로터리 킬른의 내부 홀로 유도 배출하는 공기 공급라인이 구비되어, 로터리 킬른이 로터리 킬른 내부의 폐기물에 연소 촉진을 위한 공기를 자체적으로 직접 공급하게 되므로, 로터리 킬른의 연소기능이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 로터리 킬른은 연속적으로 회전하게 되므로, 로터리 킬른 내부 홀로 공기를 분출하는 배출라인이 원주방향을 따라 연속적으로 위치이동되면서 외부 공기를 로터리 킬른 내부 홀로 분출하게 되므로, 외부 공기가 로터리 킬른 내부 홀로 고르게 분출되어, 로터리 킬른의 연소기능이 더욱 크게 향상되는 효과가 있다.
따라서, 본 발명에 따른 로터리 킬른을 폐기물 소각·용해장치에 적용하면, 폐기물 소각·용해장치의 구조가 대폭 단순화되어, 폐기물 소각·용해장치의 보수 및 유지가 유리하게 되고, 폐기물 소각·용해장치의 설비 투자비용이 대폭 절감되는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 로터리 킬른의 정단면도,
도 2는 도 1의 A-A선 단면도,
도 3은 도 1의 B-B선 단면도,
도 4는 도 2의 C-C선 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 로터리 킬른의 요부 부분절개 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 로터리 킬른의 사용예를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명에 따른 로터리 킬른을 갖춘 폐기물 소각·용해장치를 도시한 도면,
도 7은 도 6에 도시된 X부를 확대 도시한 도면,
도 8은 도 6에 도시된 Y부를 확대 도시한 도면,
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 로터리 킬른을 이용한 로터리 킬른 내부로의 공기 공급상태를 설명하기 위한 도면,
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 로터리 킬른의 변형예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 11은 도 9에 대한 대응도이고, 도 12는 도 10에 대한 대응도이다.
- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어 설명 -
100 ; 로터리 킬른, 100a ; 내부 홀,
110 ; 내통, 111, 111' ; 1차 분배라인,
112 ; 2차 분배라인, 113 ; 배출라인,
113a ; 노즐, 120 ; 외통,
120a ; 공기 유입구멍, 120b ; 체결구멍
130, 130' ; 공기흐름 유도부재, 141 ; 고정부재,
142 ; 체결부재, 200 ; 로터리 킬른 구동장치,
300 ; 밀폐구조물, 400 ; 2차 연소로,
400a ; 연소가스 배출구, 400b ; 슬래그 배출구,
410 ; 공기노즐, 500 ; 폐기물 투입장치,
600 ; 연소버너, 700 ; 공기공급장치,
800 ; 슬래그 이송장치, 900 ; 냉각수조.
B1 ~ B4 ; 기밀유지부재, B1a ~ B4a ; 리브,
G1 ~ G4 ; 공기 안내판, h1 ~ h4 ; 관통구멍,
S1 ~ S4 ; 공기 누출 방지판.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 로터리 킬른의 일예를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5에 의하면, 본 실시예에 따른 로터리 킬른은, 내화재질의 내통(110)과, 내통(110)의 외면을 감싸는 외통(120) 및, 외통(120)의 외면에 구비되는 공기흐름 유도부재(130 ; 130')로 구성된다.
상기 내통(110)은 둘레 외면에 원주방향으로 구비되어 외측방향으로 개방되는 1차 분배라인(111 ; 111')과, 1차 분배라인(111 ; 111')에 연통되면서 길이방향으로 구비되는 2차 분배라인(112) 및, 2차 분배라인(112)에 연통되어 내부 홀(100a)을 향해 개구되는 배출라인(113)을 갖춘 구조를 이룬다. 본 실시예의 경우, 상기 1차 분배라인(111 ; 111')은 "ㄷ"자 단면을 이루는 원주형태의 금속 프레임을 외통(120)의 내면에 고정해서 형성하였지만, 1차 분배라인(111 ; 111')의 단면 형상은 본 실시예에 국한되지 않고 필요에 따라서 다양하게 변형될 수 있고, 필요에 따라서는 1차 분배라인(111 ; 111')을 원호형태로 형성할 수도 있음은 물론이다. 본 실시예의 경우, 상기 2차 분배라인(112)은 원형 금속 관을 1차 분배라인(111 ; 111')의 측면에 연통되게 고정해서 형성하였지만, 2차 분배라인(112)의 단면 형상 역시도 특정 형태에 한정되지 않고 필요에 따라서 다양하게 변형될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 배출라인(113)은 원형 금속 관을 2차 분배라인(112)의 둘레면에 연통되게 고정하되, 출구가 내통(110)의 중심 축을 향하도록 형성하여, 배출라인(113)을 통해서 배출되는 공기가 로터리 킬른(110)의 내부 홀(100a) 중심을 향해서 배출되도록 하였지만, 배출라인(113)의 단면 형상 역시도 특정 형태에 한정되지 않고 필요에 따라서 다양하게 변형될 수 있고, 필요에 따라서는 배출라인(113)의 각도를 조절하여 배출라인(113)을 통해서 배출되는 공기의 배출 각도를 적절하게 변경할 수도 있음은 물론이다. 본 실시예의 경우, 금속 재질의 프레임과 관을 이용해서 공기 공급라인(111, 111', 112, 113)을 형성하고, 내화재로 이들 공기 공급라인(111, 111', 112, 113)의 일부 또는 전부를 감싸서, 공기 공급라인(111, 111', 112, 113)을 갖춘 내화재질의 내통(110)을 형성하였지만, 본 발명에 따른 공기 공급라인(111, 111', 112, 113)은 이에 국한되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있다. 한편, 상기 금속 관을 매개로 배출라인(113)을 형성하는 경우, 배출라인(113)의 공기 출구가 로터리 킬른(100)의 내부 홀(100a)로 노출되면 배출라인(113)이 고온에 의해서 융해될 위험이 있으므로, 배출라인(113)의 공기 출구는 내화재로 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우, 상기 배출라인(113)의 공기 출구가 내부 홀(100a)을 향해 돌출되도록 하여 돌기형태의 노즐(113a)을 이루도록 하였는데, 이처럼 돌기형태의 노즐(113a)을 이루도록 하면, 고온에 의해 연소되면서 용해되는 로터리 킬른(100) 내부의 폐기물이 배출라인(113)으로 역류하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 외통(120)은 내통(110)의 1차 분배라인(111)에 연통되는 공기 유입구멍(120a)을 갖춘 구조를 이룬다. 상기 공기 유입구멍(120a)의 크기와 위치는 필요에 따라서 적절하게 선택될 수 있지만, 공기 유입구멍(120a)의 위치는 가급적 2차 분배라인(112) 간의 중간 부분에 형성해서, 공기 유입구멍(120a)을 통해서 외부로부터 유입된 공기가 1차 분배라인(111, 111')을 거쳐서 2차 분배라인(112)으로 고르게 유입되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 외통(120)으로는 통상 원형의 금속 관이 적용된다.
상기 공기흐름 유도부재(130 ; 130')는 외통(120)의 외면에 원주 형태로 돌출되게 구비되어서, 외부로부터 공급되는 공기를 공기 유입구멍(120a)으로 안내하는 한 쌍의 공기 안내판(G1, G2 ; G3, G4)으로 구성된다. 본 실시예의 경우, 상기 한 쌍의 공기 안내판(G1, G2 ; G3, G4)은 내열성과 탄성을 갖춘 내열 실리콘 재질의 것을 적용하였지만, 본 발명에 따른 한 쌍의 공기 안내판(G1, G2 ; G3, G4)은 이에 국한되지 않고, 필요에 따라서 다양한 재질의 것이 모두 적용될 수 있다.
한편, 미설명부호 "141"은 공기 안내판(G1 ~ G4)을 고정하는 고정부재이고, 미설명부호 "142"는 고정부재(141)를 외통(120)에 체결하기 위한 체결부재이며, 미설명부호 "120b"는 체결부재와 나사결합되는 체결구멍을 나타낸다. 여기서, 상기 공기 안내판(G1 ~ G4)을 외통(120)에 체결하기 위한 구조는 본 실시예에 한정되지 않고, 공기 안내판(G1 ~ G4)의 모양과 형상에 따라서 적절하게 변형될 수 있음은 물론이다.
도 6 내지 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 로터리 킬른(100)의 사용예를 설명해 보면 다음과 같다.
우선, 도 6에 의하면 폐기물 소각·용해장치는, 로터리 킬른(100)을 지지하면서 로터리 킬른(100)의 축을 중심으로 로터리 킬른(200)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키는 로터리 킬른 구동장치(200)와 ; 입구(도 6상에서 왼쪽)가 출구(도 6상에서 오른쪽)보다 높게 배치되도록 기울어진 상태로 로터리 킬른 구동장치(200)에 얹혀져 고정되는 본 발명에 따른 로터리 킬른(100)과 ; 로터리 킬른(100)의 외부로 개구된 입구를 밀폐하는 내화재질의 밀폐구조물(300)과 ; 상부에는 연소가스 배출구(400a)를, 하부에는 슬래그 배출구(400b)를 갖추고서, 로터리 킬른(100)의 외부로 개구된 출구를 밀폐하면서, 연소가스와 슬래그를 분리 배출하는 2차 연소로(400)와 ; 밀폐구조물(300)에 설치되어, 로터리 킬른(200) 내부로 폐기물을 공급하는 폐기물 투입장치(500)와 ; 밀폐구조물(300)에 설치되어, 로터리 킬른(200) 내부로 투입된 폐기물을 점화하는 연소버너(600)와 ; 로터리 킬른(100)으로 연소 촉진용 공기를 공급하는 공기공급장치(700)와 ; 2차 연소로(400)의 슬러그 배출구(400b)를 통해서 외부로 배출되는 슬러그를 이송하는 슬러그 이송장치(800)와 ; 2차 연소로(400)의 슬러그 배출구(400b)를 통해서 외부로 배출되고, 슬러그 이송장치(800)에 의해서 이송되는 슬러그를 냉각하는 냉각수조(900)로 구성된다. 도 7은 상기 로터리 킬른(100)의 입구측 공기흐름 유도부재(130)의 주변을 확대한 도면으로서, 이에 의하면, 다수의 리브(B1a)와 관통구멍(h1)을 갖춘 제1기밀유지부재(B1)가 밀폐구조물(300)에 설치되고, 제1기밀유지부재(B1)의 리브(B1a)들 사이에 입구측 공기흐름 유도부재(130)를 구성하는 공기 안내판(G1, G2)이 소정 간격을 이루며 끼워진다. 도 8은 상기 로터리 킬른(100)의 출구측 공기흐름 유도부재(130)의 주변을 확대한 도면으로서, 이에 의하면, 다수의 리브(B2a)와 관통구멍(h2)을 갖춘 제2기밀유지부재(B2)가 2차 연소로(400)에 설치되고, 제2기밀유지부재(B2)의 리브(B2a)들 사이에 출구측 공기흐름 유도부재(130)를 구성하는 공기 안내판(G3, G4)이 소정 간격을 이루며 끼워진다. 여기서, 미설명부호 "410"은 공기공급장치(700)로부터 공급되는 공기를 2차 연소로(400) 내부로 공급하는 공기노즐이다.
상기 폐기물 소각·용해장치를 가동하면, 로터리 킬른(100)이 로터리 킬른 구동장치(200)에 의해 회전되고, 공기공급장치(700)로부터 로터리 킬른(100)으로 공기가 공급되는 상태에서, 폐기물이 폐기물 투입장치(500)에 의해서 로터리 킬른(100) 내부로 투입된다. 상기 연소버너(600)는 로터리 킬른(100) 내부로 투입된 폐기물이 발화되도록 일시적으로 가동되며, 로터리 킬른(100) 내부로 투입된 폐기물이 발화되면, 연소버너(600)의 가동을 중지하더라도 폐기물의 연소열에 의해서 폐기물의 연소가 지속적으로 유지된다. 상기 로터리 킬른(100) 내부로 투입된 폐기물은 로터리 킬른(100)에 의해 교반되면서 연소·융해되어 자연스럽게 2차 연소로(400)로 배출되는데, 로터리 킬른(100)으로부터의 연소가스는 2차 연소로(400)의 상부로 유도되어 2차 연소로(400) 내에서 재연소된 후에 연소가스 배출구(400a)를 통해서 외부로 배출되고, 로터리 킬른(100)으로부터의 슬래그(연소 찌꺼기)는 2차 연소로(400)의 하부로 자유 낙하되어 냉각수조(900)를 통해 빠르게 냉각되면서 슬러그 이송장치(800)를 통해 다음 단계로 이송된다.
한편, 상기 공기공급장치(700)로부터 공급되는 공기는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1기밀유지부재(B1)의 관통구멍(h1) → 한 쌍의 공기 안내판(G1, G2) 사이의 공간 → 외통(120)의 공기 유입구멍(120a ; 도 4 또는 도 6 참조) → 1차 분배라인(111) → 2차 분배라인(112) → 배출라인(113)으로 순차적으로 이동된 후에 노즐(113a)을 통해서 내부 홀(100a)로 분출된다. 또한, 이와 동시에, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2기밀유지부재(B2)의 관통구멍(h2) → 한 쌍의 공기 안내판(G3, G4) 사이의 공간 → 외통(120)의 공기 유입구멍(120a ; 도 4 또는 도 6 참조) → 1차 분배라인(111') → 2차 분배라인(112) → 배출라인(113)으로 순차적으로 이동된 후에 노즐(113a)을 통해서 내부 홀(100a)로 분출된다. 이때, 상기 공기 안내판(G1, G2, G3, G4)은, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 공기 공급 압력에 의해서 바깥쪽으로 휘어지면서 기밀유지부재(B1, B2)의 리브(B1a, B2a)에 맞대어지게 되므로, 밀폐구조물(300)과 로터리 킬른(100), 2차 연소로(400)와 로터리 킬른(100) 간의 기밀이 긴밀하게 유지되면서, 공급 공기가 외부로 누출되는 것이 효과적으로 방지된다.
본 발명에 따르면, 로터리 킬른(100)을 구성하는 외통(120)에는 공기 유입구멍(120a)이 형성되고, 로터리 킬른(100)을 구성하는 내통(110)에는 외통(120)의 공기 유입구멍(120a)을 통해서 유입되는 공기를 로터리 킬른(100)의 내부 홀(100a)로 유도 배출하는 공기 공급라인(111, 111', 112, 113)이 구비되어, 로터리 킬른(100)이 로터리 킬른(100) 내부의 폐기물에 연소 촉진을 위한 공기를 자체적으로 직접 공급하게 되므로, 로터리 킬른(100)의 연소기능이 크게 향상된다.
또한, 상기 로터리 킬른(100)은 연속적으로 회전하게 되므로, 로터리 킬른 내부 홀(100a)로 공기를 분출하는 배출라인(113)이 원주방향을 따라 연속적으로 위치이동되면서 외부 공기를 로터리 킬른 내부 홀(100a)로 분출하게 되므로, 외부 공기가 로터리 킬른 내부 홀(100a)로 고르게 분출되어, 로터리 킬른(100)의 연소기능이 더욱 크게 향상된다.
따라서, 본 발명에 따른 로터리 킬른(100)을 폐기물 소각·용해장치에 적용하면, 폐기물 소각·용해장치의 구조가 대폭 단순화되어, 폐기물 소각·용해장치의 보수 및 유지가 유리하게 되고, 폐기물 소각·용해장치의 설비 투자비용이 대폭 절감되는 효과를 기대할 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 로터리 킬른의 변형예를 설명하기 위한 도면으로서, 공기흐름 유도부재(130, 130')가 단단한 금속재질인 경우의 일예를 도시하고 있다.
도 11에 의하면, 다수의 리브(B3a)와 관통구멍(h3)을 갖춘 제3기밀유지부재(B3)가 밀폐구조물(300)에 설치되고, 제3기밀유지부재(B3)의 리브(B3a)들 사이에 입구측 공기흐름 유도부재(130)를 구성하는 공기 안내판(G1, G2)이 소정 간격을 이루며 끼워진다.
도 12에 의하면, 다수의 리브(B4a)와 관통구멍(h4)을 갖춘 제4기밀유지부재(B4)가 2차 연소로(400)에 설치되고, 제4기밀유지부재(B4)의 리브(B4a)들 사이에 출구측 공기흐름 유도부재(130)를 구성하는 공기 안내판(G3, G4)이 소정 간격을 이루며 끼워진다.
본 실시예의 경우, 상기 공기 안내판(G1 ~ G4)은 단단한 금속재질로서 외통(120)에 용접 고정되므로, 공기공급장치(700)로부터의 공기가 제1기밀유지부재(B1)의 관통구멍(h1)으로 유입되면, 유입 공기의 일부분이 공급 압력에 의해 제3·4기밀유지부재(B3, B4)와 공기 안내판(G1 ~ G4) 사이의 틈새를 통해서 외부로 누출되는 단점이 있다.
따라서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 다수의 공기 누출 방지판(S1 ~ S4)을 외통(120)의 외면에 보강하고, 제3·4기밀유지부재(B3, B4)의 리브(B3a, B4a)들 사이에 공기 누출 방지판(S1 ~ S4)이 소정 간격을 이루며 끼워지도록 해서, 공급 공기의 외부로의 누출을 억제하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 배출라인(113)의 출구를 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 내통(110)의 내면과 일치되도록 할 수도 있는데, 이러한 경우에는 로터리 킬른(100) 내부의 용해 폐기물이 배출라인(113)으로 역류될 위험이 커지게 되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도내에서, 보다 다양하게 변형 실시될 수 있다.
일예로, 본 실시예의 경우, 로터리 킬른(100)의 입구측 공기흐름 유도부재(130) 및 1차 분배라인(111)과, 출구측 공기흐름 유도부재(130') 및 1차 분배라인(111')을 통해서 공기공급장치(700)로부터의 공기 공급이 동시에 이루어지도록 하고 있지만, 필요에 따라서는 입구측이나 출구측을 통해서만 공기공급장치(700)로부터의 공기 공급이 이루어지도록 할 수도 있고, 3곳 이상의 위치에 공기흐름 유도부재와 1차 분배라인을 형성해서 공기공급장치(700)로부터의 공기 공급이 3곳 이상에서 동시에 이루어지도록 할 수도 있으며, 공기흐름 유도부재와 1차 분배라인의 설치 위치는 필요에 따라서 적절하게 선택될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 실시예의 경우, 상기 공기공급장치(700)로부터의 공기가 공기흐름 유도부재(130, 130')를 통해서 외통(120)의 공기 유입구멍(120a)으로 유도되도록 하고 있지만, 이러한 공기흐름 유도부재(130, 130')는 기밀유지부재(B1 ~ B4)와의 결합방식에 따라 적용 유무가 선택되어질 수 있다. 다시말해서, 상기 1차 분배라인(111, 111')으로의 공기 공급방식에 따라서 공기흐름 유도부재(130, 130')가 적용되지 않을 수도 있으며, 필요에 따라서 공기흐름 유도부재(130, 130')의 구조가 다르게 변형될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 로터리 킬른(100)은 폐기물 소각·용해장치에 사용하기 위해서 개발되었지만, 본 발명에 따른 로터리 킬른(100)은 특정 용도로의 사용에 한정되지 않고, 다양한 분야에서 보다 폭 넓은 용도로 적용되어 사용될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 로터리 킬른(100)의 입구부분에서는 폐기물의 건조 및 발화가 이루어지고, 로터리 킬른(100)의 중간부분에서 본격적인 폐기물의 연소 및 용해가 이루어지며, 로터리 킬른(100)의 출구부분에서는 폐기물의 소각 및 연소가스 발생이 이루어지므로, 로터리 킬른(100)의 중간부분에 보다 많은 공기가 공급되도록 하는 것이 로터리 킬른(100)의 연소 효율을 보다 높일 수 있다. 따라서, 본 실시예에서와 같이 동일 직경의 배출라인(113)이 2차 분배라인(112)의 길이방향을 따라 등간격으로 배치된 경우에는 로터리 킬른(100)의 중간부분에 위치된 배출라인(113)의 공급 압력이 다른 위치의 배출라인(113)에 비해서 상대적으로 높게 유지되도록 하거나, 배출라인(113)이 2차 분배라인(112)의 길이방향을 따라 등간격으로 배치되면서 공급압력이 배출라인(113)들에 고르게 가해지는 경우에는 로터리 킬른(100)의 중간부분에 위치된 배출라인(113)의 직경이 다른 위치의 배출라인(113)에 비해서 상대적으로 크게 하거나, 동일 직경의 배출라인(113)이 2차 분배라인(112)의 길이방향을 따라 배치되면서 공급압력이 배출라인(113)들에 고르게 가해지는 경우에는 로터리 킬른(100)의 중간부분에 위치된 배출라인(113) 간의 간격을 다른 위치의 배출라인(113)에 비해서 상대적으로 조밀하게 해서, 로터리 킬른(100)의 중간부분에 보다 많은 공기가 공급되도록 하는 것이 바람직하다.

Claims (6)

  1. 둘레 외면에 원주방향으로 구비되어 외측방향으로 개방되는 1차 분배라인(111 ; 111'), 1차 분배라인(111 ; 111')에 연통되면서 길이방향으로 구비되는 2차 분배라인(112), 2차 분배라인(112)에 연통되어 내부 홀(100a)을 향해 개구되는 배출라인(113)을 갖춘 내화재질의 내통(110)과 ;
    내통(110)의 1차 분배라인(111)에 연통되는 공기 유입구멍(120a)을 갖추고서, 내통(110)의 외면을 감싸는 외통(120)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기능이 우수한 로터리 킬른.
  2. 제1항에 있어서, 상기 1차 분배라인(111)이 내통(110)의 둘레 외면에 원주형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 연소기능이 우수한 로터리 킬른.
  3. 제1항에 있어서, 상기 배출라인(113)이 내통(110)의 중심 축을 향해 형성된 것을 특징으로 하는 연소기능이 우수한 로터리 킬른.
  4. 제1항에 있어서, 상기 배출라인(113)의 공기 출구가 내부 홀(100a)을 향해 돌출되어서 돌기형태의 노즐(113a)을 이루는 것을 특징으로 하는 연소기능이 우수한 로터리 킬른.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외통(120)의 외면에 원주 형태로 돌출되게 구비되어서, 외부로부터 공급되는 공기를 공기 유입구멍(120a)으로 안내하는 한 쌍의 공기 안내판(G1, G2 ; G3, G4)으로 구성된 공기흐름 유도부재(130 ; 130')가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 연소기능이 우수한 로터리 킬른.
  6. 제5항에 있어서, 상기 한 쌍의 공기 안내판(G1, G2 ; G3, G4)이 내열 탄성재질인 것을 특징으로 하는 연소기능이 우수한 로터리 킬른.
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