WO2018021693A1 - 열분해 가스화로 및 열분해 가스화로의 제어 방법 - Google Patents

열분해 가스화로 및 열분해 가스화로의 제어 방법 Download PDF

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WO2018021693A1
WO2018021693A1 PCT/KR2017/006483 KR2017006483W WO2018021693A1 WO 2018021693 A1 WO2018021693 A1 WO 2018021693A1 KR 2017006483 W KR2017006483 W KR 2017006483W WO 2018021693 A1 WO2018021693 A1 WO 2018021693A1
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WO
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ignition
cylinder
pyrolysis
waste
tube
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PCT/KR2017/006483
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English (en)
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Inventor
임영택
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임덕준
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    • 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
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • 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
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • 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
    • F23G5/50—Control or safety arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a pyrolysis gasification furnace and a method for controlling the pyrolysis gasification furnace.
  • waste treatment methods are to classify and decompose flammable wastes including organic materials, wastes that can be used as biomass fuels, and polypropylene-based waste synthetic resins, and to drive turbines using flammable gases generated through pyrolysis. This can be used to generate steam, for example.
  • gases generated by pyrolysis of flammable wastes in gasifiers can alleviate the problem of global warming by reducing carbon dioxide emissions.
  • Patent Document 1 An example of such a conventional pyrolysis gasification furnace is proposed by Patent Document 1.
  • the conventional pyrolysis gasification furnace disclosed in Patent Literature 1 supplies an air cylinder for accommodating flammable waste including waste synthetic resin, an air jet unit for injecting air required for combustion of the combustible waste to the combustible waste, and an air injection unit.
  • Air supply unit fuel inlet for supplying flammable waste, lid for sealing fuel inlet, gas discharge pipe for recovering gas generated in the cylinder from the side of the cylinder, and flammable waste to cool down the heat generated when the flammable waste is pyrolyzed. It consists of cooling means installed so as not to be in direct contact with.
  • the pyrolysis of the combustible waste introduced through the fuel inlet is ignited and pyrolyzed, and the combustible waste is pyrolyzed for a predetermined time to generate the combustible gas, and the generated combustible gas is passed through the gas discharge pipe. It may be discharged to the outside and secondary combustion may be performed in a facility such as a burner furnace. At this time, by maintaining the proper temperature required for the thermal decomposition by the cooling means can generate an appropriate level of flammable gas.
  • the present invention is proposed to solve the problems of the prior art as described above, while the ignition of the waste inside the cylinder can be safely carried out, the outlet temperature of 850 °C or more, which is a condition for the complete combustion of pollutants such as dioxins It is an object of the present invention to provide a pyrolysis gasification furnace and a pyrolysis gasification furnace control method capable of stably reaching a temperature.
  • the combustible waste is injected into the tube portion pyrolysis; A bottom door part disposed below the barrel to selectively seal the cylinder; And a support part supporting the tub and the bottom door, wherein the tub includes: a waste gasification chamber having a pyrolysis space in which the combustible waste is pyrolyzed; And an ignition unit provided below the waste gasification chamber to ignite the waste, wherein the ignition unit comprises: an ignition tube providing a passage through which a flame is delivered into the waste gasification chamber; An ignition burner generating sparks into the ignition tube; A damper case provided at an end of the ignition tube and connecting the ignition burner and the ignition tube; A damper plate that is selectively slid to the inside of the damper case to open and close an end of the ignition tube; And a damping cylinder for slidingly moving the damper plate.
  • the ignition unit may be provided with a pyrolysis gasifier further comprises a connection tube connecting the ignition burner and the damper case.
  • the apparatus may further include an ignition burner fixing plate provided between the connection barrel and the ignition burner to fix the ignition burner to the connection barrel, wherein the ignition burner fixing plate has a through hole for communicating the ignition burner with the connection cylinder.
  • a pyrolysis gasification furnace formed may be provided.
  • the damper case may further include a pressing member provided on one surface of the damper case and partially inserted into the damper case to press the damper plate inserted into the damper case in one direction.
  • a pyrolysis gasifier may be provided in which the end of the ignition tube is hermetically sealed.
  • the pressure plate is connected to the end of the pressing member protruding outside the damper case is provided to be movable in conjunction with the pressing member; And a pressurizing cylinder connected to the pressurizing plate and for advancing and pushing the pressurizing plate and the pressurizing member toward the damper case.
  • the damper plate may be provided with a pyrolysis gasification furnace further comprising a sealing member attached to at least a portion of the surface opposite to the direction pressed by the pressing member.
  • the cylinder connecting block for connecting the cylinder head and the damping plate of the damping cylinder; And a cylinder connecting pin rotatably connecting the cylinder head and the cylinder connecting block, wherein the cylinder connecting block may be provided with a pyrolysis gasification furnace in which a pin hole into which the cylinder connecting pin can be inserted is formed.
  • the apparatus may further include a pressing member provided on one surface of the damper case and partially inserted into the damper case to press the damper plate inserted into the damper case in one direction.
  • a pyrolysis gasification furnace having a long hole shape formed long in a direction parallel to the pressing direction may be provided.
  • a plurality of ignition units may be provided, and a pyrolysis gasifier may be provided at a plurality of positions along the circumference of the waste gasification chamber.
  • the pyrolysis gasifier in order to start the pyrolysis of the pyrolysis gasifier, preparing the ignition of the waste stacked in the waste gasification chamber; Initiating ignition by generating a flame through the ignition burner of the ignition unit; Terminating ignition after a predetermined time has passed; Damping an end of an ignition tube of the ignition unit in communication with the interior of the waste gasification chamber; Determining whether pyrolysis is completed after initiation of pyrolysis; And when the pyrolysis is completed, releasing the damping, and in the damping, the damping plate connected to the damping cylinder is inserted into the damper case provided between the end of the ignition tube and the ignition burner.
  • a method for controlling pyrolysis gasification furnace which hermetically seals the end of the corolla can be provided.
  • the damping may further include a method of controlling the pyrolysis gasification furnace further comprising the step of pressing the damper plate in one direction by a pressing member having a portion inserted into one surface of the damper case.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a pyrolysis gasifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view of the cross section of the tube of FIG. 1 as viewed from above.
  • FIG. 2 is a view of the cross section of the tube of FIG. 1 as viewed from above.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a lower part and a bottom door part of the tube part of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a view illustrating an arrangement state of the air supply nozzle and the reinforcement of the bottom door of FIG.
  • FIG. 5 is a side view of the bottom reinforcement of FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view of the ignition unit of FIG. 1.
  • FIG. 7 is an enlarged partial view of a portion of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which the damper plate of FIG. 6 is inserted into the damper case.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the complexing unit of FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating control steps of the controller of FIG. 9.
  • FIG. 1 is a conceptual view illustrating a pyrolysis gasification furnace according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view of the cross section of the tubular portion of FIG. 1 viewed from above
  • FIG. 3 is an enlarged bottom and bottom door portion of the tubular portion of FIG. 1.
  • 4 is a view showing the arrangement of the air supply nozzle and the reinforcement of the bottom door portion of Figure 1
  • Figure 5 is a view of the bottom reinforcement of Figure 4 from the side.
  • the pyrolysis gasification furnace 1 is disposed under the tube portion 10, the cylinder portion 10 is the pyrolysis of the flammable waste is injected into the tube portion 10 Supporting the bottom door portion 20 to selectively seal, the gas combustion unit 30 is injected into the combustion gas generated by the decomposition of the combustible waste in the tube section 10, and the cylinder section 10 and the bottom door section 20 It includes a support 40 to.
  • wastes pyrolyzed examples include SRF shaped fuels, SLF non-molded solid fuels, bio SLF solid fuels, waste tires, waste tires, TDFs, and other household or industrial wastes. And combustible mixed waste produced for mechanical crushing, pulverization and sorting and recycling.
  • the tube part 10 includes a waste gasification chamber 100 having a pyrolysis space 108 through which waste is pyrolyzed, a lid 110 for opening and closing an upper surface of the waste gasification chamber 100, and a side surface of the waste gasification chamber 100.
  • the check door 120 is formed to open and close the inspection hole 124 communicating with the pyrolysis space 108 and the outside, and is connected to the side cooling jacket 102 and disposed inside the pyrolysis space 108 so that flammable gas is disposed of.
  • a gas induction refrigerant pipe 130 forming a space to rise to an upper portion of the gasification chamber 100, an ignition unit 140 provided under the waste gasification chamber 100 to ignite waste, and pyrolysis.
  • a lower flange 170 may be attached to the lower surface of the firebox 100.
  • the waste gasification chamber 100 may have a cylindrical shape in which an upper surface and a lower surface thereof are opened, an upper portion of the pyrolysis space 108 is opened and closed by a lid 110, and a lower portion is opened and closed by a bottom door portion 20 to be described later. .
  • the state in which the waste gasification chamber 100 is closed by the lid 110 and the bottom door part 20 is kept sealed to the outside. Accordingly, combustion flames, gases, and the like in the waste gasification chamber 100 are not discharged to the outside while the waste is pyrolyzed.
  • the waste gasification chamber 100 may be configured by being stacked in the order of the side fireproof wall 104-the side cooling jacket 102-the outer wall 106 while going from the inside to the outside.
  • the side cooling jacket 102 may be configured to receive the refrigerant from the outside to allow the refrigerant to flow therein, and to increase the temperature while the refrigerant flowing therein exchanges heat with the pyrolysis space 108.
  • the heat energy accumulated in the refrigerant may be discharged to the outside and recycled.
  • the side fireproof wall 104 is disposed between the side cooling jacket 102 and the pyrolysis space 108, and the side fireproof wall 104 is made of a material having heat insulating performance, so that the side cooling jacket 102 and the pyrolysis space ( By interfering with the heat exchange between the portions 108, the refrigerant in the side cooling jacket 102 is not excessively high, or serves to prevent the temperature inside the pyrolysis space 108 from being excessively low.
  • the thickness t of the side fireproof wall 104 may be determined within a range of 50 to 60 mm, and as the thickness t of the side fireproof wall 104 is determined within this thickness range, it may lose its function as a fireproof material. There is no danger, and the problem of too high a thermal decomposition temperature can be solved.
  • the lid 110 has the upper fireproof wall 112 formed in the waste gasification chamber 100 inward, and suppresses the heat inside the waste gasification chamber 100 from being discharged upward in the closed state of the lid 110.
  • the lid 110 may be configured to be easily opened and closed as one end is pivotally configured with respect to the waste gasification chamber 100.
  • a hinge 116 is provided at one end of the lid 110 to connect the lid 110 to the waste gasification chamber 100 so as to be rotatable with the waste gasification chamber 100, and when the lid 110 is closed.
  • the sealing member 114 may be provided at a portion of the lid 110 that contacts the upper portion of the waste gasification chamber 100 in contact with the waste gasification chamber 100. The sealing member 114 may prevent the gas inside the waste gasification chamber 100 from being discharged to the outside.
  • the inspection door 120 is formed at the side of the waste gasification chamber 100 to provide opening and closing of the inspection hole 124 communicating with the pyrolysis space 108 and the outside, and the inspection hole 124 is provided by the operator to the waste gasification chamber ( 100 may be provided to enter and exit the interior.
  • a door side fireproof wall 122 may be provided at a portion surrounding the inspection hole 124 of the side cooling jacket 102. Accordingly, it is possible to prevent the flammable gas in the inspection hole 124 from being locally liquefied due to the cold air of the side cooling jacket 102 to harden in the inspection hole 124.
  • the door side fireproof wall 122 may be, for example, provided with a thickness of 200 to 300 mm, and may be formed to a thickness thicker than the side fireproof wall 104.
  • the inspection hole 124 is a very narrow space compared with the pyrolysis space 108 in which flammable waste is accumulated and pyrolyzed, and therein, a risk of occurrence of a phenomenon in which the pyrolysis temperature of the combustible waste is hardened by cooling rather than an excessive rise in the temperature of the flammable waste. Since this is higher, it is necessary to increase the cooling prevention effect of the space inside the inspection hole 124 more than the pyrolysis space 108.
  • the gas induction refrigerant pipe 130 is connected to the upper and lower ends of the side cooling jacket 102, respectively, and is disposed through the pyrolysis space 108 and is disposed through the pyrolysis space 108 and combustible waste generated through pyrolysis. It is configured to directly heat exchange with the combustible gas being. By directly exchanging heat with the waste being pyrolyzed by the refrigerant flowing into the gas induction refrigerant pipe 130 and the gas generated thereby, the temperature inside the pyrolysis space 108 may be more precisely controlled. To this end, a valve (not shown) is provided to the gas induction refrigerant pipe 130 so that the flow rate of the refrigerant flowing in the pipe can be controlled according to the temperature inside the waste gasification chamber 100.
  • a plurality of gas induction refrigerant pipe 130 may be disposed along the circumference of the waste gasification chamber 100, as shown in Figure 2, specifically, a plurality of pairs are arranged adjacent to each other by a pair a predetermined interval Can be placed and placed.
  • the pair of gas induction refrigerant pipe 130 has a bent portion one by one in the upper and lower, it may have a shape extending in the vertical direction while connecting the bent portion of the upper and lower.
  • the vertical direction may be a direction perpendicular to the ground, or may be a direction inclined at a predetermined angle with respect to the ground. Accordingly, a portion extending in the vertical direction of the gas induction refrigerant pipe 130 may be disposed to be spaced apart from the side fireproof wall 104 to form the gas rise space 132.
  • the ignition unit 140 may be formed under the tube 10 to ignite the combustible waste in the waste gasification chamber 100 to generate a flame, and may perform a function of starting pyrolysis.
  • the ignition unit 140 includes an ignition tube 142 that provides a passage through which the flame is delivered into the waste gasification chamber 100, and an ignition burner 144 that generates the flame into the ignition tube 142.
  • a damper case 146 which is provided at an end of the ignition tube 142 and connects the ignition burner 144 and the ignition tube 142, and is selectively slid to the inside of the damper case 146 to ignite the tube.
  • the damper plate (FIG.
  • the damping cylinder 148 may be a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder, a screw jack, or the like.
  • the ignition unit 140 may be installed at a plurality of locations along the circumference of the waste gasification chamber 100, and may be disposed at two to four locations at regular intervals, for example. In addition, when a plurality of ignition units 140 are provided, they may be collectively controlled by the controller 180 connected to the ignition unit 140.
  • the specific configuration and operation of the ignition unit 140 will be described later.
  • the air supply nozzle 150 performs a function of supplying air supplied from an external blower fan (not shown) into the waste gasification chamber 100.
  • the air supply nozzle 150 may be provided on an inclined surface formed at the lower portion of the barrel 10, and gradually decompose upward from the lower portion of the combustible waste accumulated in the waste gasification chamber 100, and hot air is generated by convection. Since is moved from the bottom to the top, it is advantageous that the air is supplied from the bottom.
  • the spirit of the present invention is not limited thereto, and the air supply nozzle 150 may be formed at the center portion or the upper portion of the cylinder portion.
  • the gas discharge duct 160 is provided at an upper portion of the barrel 10 to provide a passage through which the combustible gas generated by pyrolysis from the waste gasification chamber 100 is discharged.
  • the gas discharge duct 160 is connected to the gas combustion unit 30, the combustible gas is delivered to the gas combustion unit 30 through the gas discharge duct 160 to perform secondary combustion.
  • the gas combustion unit 30 may include a gas combustion chamber 310 having a gas combustion space 312 and an air supply pipe 320 for supplying outside air to the gas combustion space 312.
  • the lower flange 170 may have a rectangular shape and may be configured such that communication holes communicating with the pyrolysis space 108 are formed therein.
  • the lower flange 170 is a member attached to the lower surface of the waste gasification chamber 100, and when pressed by the sealing ring of the bottom door portion 20 between the waste gasification chamber 100 and the bottom door portion 20
  • the gap may include a packing member that is sealed.
  • the packing member may be made of an elastic material for constituting a sealing environment, and may be provided to face the bottom door part 20, and may be provided in the shape of a rectangular ring according to the shape of the lower flange 170.
  • the bottom door portion 20 is disposed below the cylinder portion 10 is provided to selectively seal the cylinder portion 10, so that it can be advanced in both directions along the guide rail 410 of the support portion 40 It is composed. Accordingly, the bottom door portion 20 may close the lower portion of the cylinder portion 10 when entering the lower side of the cylinder portion 10.
  • the bottom door part 20 has a lower fireproof wall 200 provided on an upper surface, an air supply means 210 for supplying air necessary for combustion to the pyrolysis space 108, and a lower side of the lower fireproof wall 200.
  • the lower cooling jacket 220 provided in the, the reinforcing rod 230 for supporting the lower fireproof wall 200, the sliding means 240 provided to be slidably guided along the guide rail 410, and the lower flange ( Sealing lifting means 250 which is provided to raise and lower the sealing ring of the bottom door portion 20 with respect to the packing member of 170 may be included.
  • the bottom door portion 20 may be stacked from the top into the lower fire wall 200-lower cooling jacket 220-air pocket 214, and partitions the lower cooling jacket 220 and the air pocket 214.
  • the middle plate 202 and the lower plate 204 for closing the lower portion of the air pocket 214 may be included.
  • the lower fireproof wall 200 may be made of the same material as the side fireproof wall 104, and a plurality of nozzle receiving grooves may be formed at an upper surface thereof to accommodate the end of the air supply nozzle 212. As the end of the air supply nozzle 212 is accommodated in the nozzle receiving groove, since the air supply nozzle 212 does not protrude above the upper surface of the lower fireproof wall 200, waste to which the air supply nozzle 212 is introduced and The risk of collision and breakage can be prevented.
  • the lower fireproof wall 200 may be fixed in the bottom door portion 20 by a circular frame provided at the edge portion.
  • the air supply means 210 includes a plurality of air supply nozzles 212 formed to protrude from the intermediate plate 202 to the nozzle receiving groove of the lower fireproof wall 200, and an intermediate plate below the lower cooling jacket 220.
  • Air pocket 214 is formed as a space between the 202 and the lower plate 204 to collect air supplied from the outside, the air duct 216 connected to the air pocket 214, and the air duct 216 It may include an air compressor 218 for supplying.
  • the air compressor 218 may be configured to include a wheel on the lower surface and to be slidable together with the bottom door part 20.
  • the lower cooling jacket 220 is configured to receive the refrigerant from the outside so that the refrigerant flows therein, and the temperature flowing therein may be increased while the refrigerant flowing therein exchanges heat with the pyrolysis space 108.
  • the heat energy accumulated in the refrigerant may be discharged to the outside and recycled.
  • the refrigerant inside the lower cooling jacket 220 is raised to an excessively high temperature, or the pyrolysis space ( 108) It serves to prevent the internal temperature from being excessively low.
  • the thickness of the lower fireproof wall 200 may be determined in the range of 50 to 60 mm similarly to the side fireproof wall 104.
  • the reinforcing table 230 supports the lower fireproof wall 200, is provided to extend from the lower surface of the lower fireproof wall 200 to the lower plate 204, and is provided to support the lower fireproof wall 200 to the lower plate 204.
  • the air supply nozzle 212 is disposed in the interspace not disposed, the two reinforcing rods 230 and the two reinforcing rods 230 arranged to pass through the center of the bottom door portion 20, respectively disposed in parallel with each other It may include a plurality of reinforcing rods 230.
  • the two reinforcing rods 230 passing through the center of the bottom door part 20 may be disposed perpendicularly to each other, and the remaining plurality of reinforcing rods 230 may be disposed to be parallel or perpendicular to each other.
  • the bottom door part 20 is structurally supported by this reinforcement 230 so that the buckling due to thermal deformation can be suppressed.
  • communication holes 232 are formed in the upper and lower portions of the intermediate plate 202 in the reinforcing table 230.
  • a lower cooling jacket 220 in which the refrigerant flows is disposed, and the lower region of the intermediate plate 202 is formed in the upper portion of the intermediate plate 202 since the air pocket 214 is formed.
  • the refrigerant may flow through the communication hole 232, and the air in the air pocket 214 may enter through the communication hole 232 formed under the intermediate plate 202.
  • the reinforcing rod 230 is the communication hole 232 and the lower communication hole 232 of the upper portion of the intermediate plate 202 is arranged in a zigzag, so that the rigidity of the reinforcing rod 230 is greatly reduced by the communication hole 232 It may have a structure to avoid.
  • the sliding means 240 allows the bottom door part 20 to slide along the guide rail 410.
  • the sealing lifting means 250 is provided to raise or lower the sealing ring.
  • the ignition unit 140 when the spark is generated from the ignition burner 144, the spark is delivered to the interior of the waste gasification chamber 100 through the ignition tube 142, the ignition is made, and the ignition for a predetermined time
  • the damper plate 148 slides into the damper case 146 to close the end of the ignition tube 142. In this way, the flame can be delivered only for the time required for ignition, so that the ignition of the waste can be automatically and safely even if the worker does not ignite manually.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating the ignition unit of FIG. 1
  • FIG. 7 is a partially enlarged view illustrating an enlarged portion of FIG. 6
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which the damper plate of FIG. 6 is inserted into a damper case.
  • 9 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the complexing unit of FIG.
  • the ignition unit 140 may include an ignition tube 142, an ignition burner 144, a damper case 146, a damper plate 147, and a damping cylinder 148. .
  • the ignition tube 142 communicates with the waste gasification chamber 100, connects the ignition burner 144 and the waste gasification chamber 100, so that the flame generated by the ignition burner 144 is waste gasification chamber 100. Provides a passage to the interior of the). At this time, since the high-temperature flame should be safely transferred into the waste gasification chamber 100, the ignition tube 142 may be made of a material having a strong heat dissipation performance.
  • the ignition burner 144 is a kind of burner that generates a flame through a fuel such as diesel, gasoline, or the like, and is configured to be turned on or off according to a control signal of the controller 180.
  • a separate on-off switch may be provided so that the operator can manually control the spark ignition.
  • the ignition burner 144 has a fuel injection nozzle for injecting fuel supplied through a separate fuel storage unit into an internal space, a spark generation tip for generating sparks by sparking the injected fuel, and supplying air therein.
  • the air supply nozzle and the blowing fan (not shown) connected to the fuel so as to be mixed with the fuel so that the spark can be generated smoothly.
  • the controller 180 is configured to control the power supply and the opening and closing operations of the fuel injection nozzle and the air supply nozzle for the spark generation of the spark generation tip.
  • the ignition burner 144 may be fixed to the ignition burner fixing plate 145, and the ignition burner fixing plate 145 may be fixed to the connecting tube 1452.
  • a through hole penetrating the ignition burner fixing plate 145 may be formed such that the ignition burner 144 communicates with the connecting tube 1452.
  • the connecting tube 1452 is fixed to one surface of the damper case 146, and the ignition tube 142 is fixed to the other surface of the damper case 146.
  • the damper plate 147 is also retracted from the damper case 146, so that the ignition burner 144, the connecting tube 1452, and the inside of the ignition tube 142 can all communicate with the damper case 146.
  • a through hole may be formed. Accordingly, when the damper plate 147 is inserted into the damper case 146, the through hole formed in the damper case 146 is closed, thereby blocking the ignition burner 144 and the ignition tube 142.
  • the damper case 146 may be configured by two square plates are fastened to each other by bolts, and thus have one side and the other side, and the circumference may have a total of four sides, and may have a flat hexahedral structure as a whole. .
  • the two plates constituting the damper case 146 may be formed at a position in which a central through hole coincides with each other, and the connecting tube 1452 and the ignition tube 142 may communicate with each other through the through hole. .
  • a hole in which the damper plate 147 may be inserted forward or retracted may be formed at one side of the circumference of the damper case 146.
  • the damper plate 147 inserted into the damper case 146 through the hole formed at one side of the damper case 146 may cover at least the end of the connecting tube 1452 and the end of the ignition tube 142. It is possible to be inserted to a position of the degree, for this purpose there may be a space in which the damper plate 147 can be inserted to the depth of the damper case 146.
  • one surface of the damper case 146 may be provided with a pressing member 1462 for pressing the inserted damper plate 147.
  • the pressing member 1462 may be a pin-shaped member provided at a plurality of points with respect to one surface of the damper case 146, and the pressing member 1462 may be inserted into one surface of the damper case 146.
  • a plurality of holes can be formed.
  • the pressing member 1462 may be provided at two positions near each corner of the damper case 146 facing each other, but the spirit of the present invention is not limited thereto.
  • the pressing member 1462 may be maintained in the inserted state in the damper case 146.
  • the pressing member 1462 is inserted into an end portion inside the damper case 146 of the pressing member 1462.
  • a flange of a shape having a larger area than the hole can be formed. Accordingly, the inner end of the damper case 146 of the pressing member 1462 may be formed so as not to be separated from the inside of the damper case 146.
  • opposite ends of the pressing member 1462 may be connected to the pressing plate 1466 and may be fixed to each other to move in conjunction with the translational movement of the pressing plate 1466.
  • the pressurizing plate 1466 may be connected to the pressurizing cylinder 1464 at the center portion, and thus, the pressurizing plate 1466 and the pressurizing member 1462 are driven toward the damper case 146 by driving the pressurizing cylinder 1464. Can be advanced.
  • the body of the pressurizing cylinder 1464 may be fixed to the damper case 146.
  • the pressurizing plate 1466 and the pressurizing member 1462 can be advanced and retracted toward the damper case 146 by the driving of the pressurizing cylinder 1464, the damper plate 147 is inserted into the damper case 146.
  • the pressure member 1462 may press the damper plate 147 in the closed state.
  • the damper plate 147 may be in close contact with the end side of the ignition tube 142, and the end of the ignition tube 142 may be hermetically sealed.
  • the pressing member 1462 is provided in the shape of a pin and moved by the pressure cylinder 1464, for example, but the spirit of the present invention is not limited thereto, the pressing member is composed of a bolt Also, a thread is formed in the hole into which the pressing member is inserted, and the operator may be configured to press the damper plate 147 by manually tightening the bolt.
  • the configuration of the pressure cylinder 1464 and the pressure plate 1466 can be omitted.
  • the damper plate 147 may be connected to the cylinder head 1462 of the damping cylinder 148 fixed to the barrel 10 to enter or retract into the damper plate 147 by driving the damping cylinder 148. .
  • the end of the ignition tube 142 may be hermetically closed by being in close contact with the damper case 146 in the pressed direction.
  • a sealing member (not shown) made of a material such as rubber may be attached to at least a portion of the contact surface of the damper plate 147 to be airtight when the damper plate 147 is in close contact. Can be attached to the part.
  • the damper plate 147 may be connected to the cylinder head 1462 through the cylinder connecting block 1484 and the cylinder connecting pin 1386.
  • the cylinder connecting block 1484 may be composed of two pieces having the same shape, and the two pieces may be formed with a pinhole 1488 into which the cylinder connecting pin 1486 may be inserted.
  • the pinhole 1488 has the same height as the diameter of the cylinder connecting pin 1486, and the width may be a long hole shape larger than the diameter of the cylinder connecting pin 1486. Accordingly, the cylinder connecting pin 1486 can translate in the pinhole 1488.
  • a hole through which the cylinder connecting pin 1386 can be inserted may be formed at the end of the cylinder head 1462, and the cylinder head 1462 is interposed between two pieces of the cylinder connecting block 1484.
  • the cylinder head 1462 and the cylinder connection block 1484 pivot to each other by inserting the cylinder connection pin 1486 into the hole formed in the cylinder head 1462 and the pin hole 1488 formed in the cylinder connection block 1484. Possibly connected.
  • the cylinder connecting block 1484 connected to the cylinder head 1462 is fixed to the end of the damper plate 147, so that the damper plate 147 can be pivotally connected to the damping cylinder 148.
  • the damping cylinder 148 may be pivoted according to the movement of the cylinder head 1462, and for this, the damping cylinder 148 may be pivoted about a fixed point with the barrel 10. Can be.
  • the cylinder connecting pin 1386 and the cylinder head 1462 also move together, so that the damping plate 147 can be brought into close contact with each other and can be damaged by interference between members. This can be prevented.
  • the controller 180 may include a processor to enable a control operation, it may be configured to include a function for transmitting and receiving signals with the members to be controlled.
  • the controller 180 may be connected to the ignition burner 144, the pressurizing cylinder 1464, and the damping cylinder 148 so as to control the driving thereof.
  • the control unit 180 may be configured to sense the internal temperature of the ignition burner 144, whether or not to operate, and further to sense whether the top dead center and the bottom dead center of the pressurizing cylinder 1464 and the damping cylinder 148 are reached. have. These sensed values can be used to control the operation of each member.
  • each of the damping cylinder 148 and the pressurizing cylinder 1464 may be provided with a sensor for detecting the piston when it is in the top dead center position, and a sensor for detecting the piston when it is in the bottom dead center position.
  • the damping cylinder 148 and the pressurizing cylinder 1464 is a pneumatic cylinder will be described as an example, and may include a forward port and a reverse port (solenoid valve) for the movement of the piston.
  • the external compressed air may be introduced into the cylinder through the reverse port, and at the same time, the compressed air may be discharged through the front port.
  • damping cylinder 148 and the cylinder for pressurization 1464 are pneumatic cylinders as an example, and the spirit of the present invention is not limited thereto, and the hydraulic cylinder or other pressurization device may be used instead of the pneumatic cylinder. Can be.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating control steps of the controller of FIG. 9.
  • the controller 180 may prepare before starting the ignition by the ignition unit 140 (S1).
  • the controller 180 may check the state of the ignition burner 144, the damping cylinder 148, and the pressurizing cylinder 1464 to check whether it is in a ready state.
  • the controller 180 may determine whether the ignition burner 144 is capable of generating sparks, whether the damping cylinder 148 is at the bottom dead center, and whether the pressurizing cylinder 1464 is also at the bottom dead center. Can be. Accordingly, if the ignition burner 144 is capable of generating sparks and at the same time the damping cylinder 148 is at the bottom dead center and the pressurized cylinder 1464 is also at the bottom dead center, the ignition burner is considered to be ready.
  • the ignition of the 144 may be started and the operation of the pyrolysis gasifier 1 may be started (S2).
  • such an ignition may be performed for a predetermined time, for example, about 30 seconds, and the controller 180 may check the predetermined time through a built-in timer after the start of ignition, and then terminate the ignition when the predetermined time ends. (S3).
  • the damping cylinder 148 may be controlled to perform the damping operation (S4).
  • the damping cylinder 148 is driven from the bottom dead center to the top dead center, the damper plate 147 is inserted into the damper case 146, and the damper plate 148 reaches the top dead center when the damping cylinder 148 reaches the top dead center. 147 abuts the end of damper case 146.
  • the controller 180 determines whether it is a top dead center through a sensor provided to the damping cylinder 148 (S5). If it is not the top dead center, the driving of the damping cylinder 148 is continued. If the top dead center is reached, the controller 180 stops the driving of the damping cylinder 148 and controls the driving of the pressurizing cylinder 1464 to the top dead center ( S6).
  • the damper plate 147 When the pressurizing cylinder 1464 is driven to the top dead center, the damper plate 147 is pressed by the pressurizing member 1462 and moved in the pressurizing direction, and the ignition tube 142 is brought into close contact with the end of the ignition tube 142.
  • the damper plate 147 may be hermetically sealed. At this time, since the cylinder connecting pin 1486 translates in the pressing direction in the long hole-shaped pin hole 1488, the damper plate 147 may be pressurized without interference between the members.
  • the damping operation by the control of the controller 180 may be started within a few seconds after the ignition ends. Accordingly, the combustible gas generated by pyrolysis in the tube portion 10 after the ignition is completed passes through the ignition tube 142 and passes through the connecting tube 1452 to the inside of the ignition burner 144, or the connecting tube 1452. ) Can be prevented from leaking to the outside through a portion connecting the ignition tube 142.
  • the controller 180 may determine whether pyrolysis is completed after the ignition is completed and pyrolysis is started (S7).
  • various means may be utilized. For example, it is possible to determine whether the thermal decomposition ends by sensing whether the temperature inside the tube portion falls below a preset temperature. Alternatively, the amount of combustible gas discharged through the gas discharge duct 160 may be sensed and determined.
  • the controller 180 can drive the cylinder 1464 for pressurization (S9). Specifically, when the pyrolysis is completed, the pressure cylinder 1464 may be driven from the top dead center to the bottom dead center to release the close contact of the damper plate 147. The controller 180 may determine whether the bottom dead center of the pressurized cylinder by sensing (S10). If the pressure cylinder 1464 has not reached the bottom dead center, the driving of the pressure cylinder 1464 can continue, and if the pressure cylinder 1464 has reached the bottom dead center, the damping cylinder 148 is at the bottom dead center. By driving, the contact state of the damper plate 147 is released and at the same time, it is retracted from the damper case 146 so that the connecting tube 1452 and the ignition tube 142 can communicate again (S11).
  • the damper plate 147 does not completely exit from the damper case 146, and even if the damping cylinder 148 is located at the bottom dead center, the end portion of the damper plate 147 is caught on the inlet side of the damper case 146. Can be maintained. This allows the damper plate 147 to be inserted into the damper case 146 by simply advancing the cylinder head 1462 of the damping cylinder 148.
  • the controller 180 may return to the ignition preparation step S1 to continuously perform the pyrolysis process.
  • the ignition unit 140 is installed at a plurality of locations along the circumference of the waste gasification chamber 100 and collectively controlled by the control unit 141, the initial ignition is performed at a plurality of points, so that the flame is at the initial stage of pyrolysis.
  • This rapid diffusion causes the pyrolysis temperature to quickly reach 1,000 ° C or higher.
  • the waste is thermally decomposed by the heat of such a high temperature, so that the gasification is rapid, and the amount of the combustible gas reaching the gas combustion unit 30 through the gas discharge duct 160 instantly increases, whereby the combustion temperature due to the combustion of the combustible gas is increased. It quickly rises to easily reach 850 ° C. or more at which the pollutants such as dioxins dissipate, and there is an effect that it is possible to suppress pollutant emissions due to pyrolysis and combustion of flammable gas.

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Abstract

본 발명은 열분해 가스화로 및 열분해 가스화로의 제어 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 가연성 폐기물이 투입되어 열분해되는 통부; 상기 통부의 하측에 배치되어 상기 통부를 선택적으로 밀폐시키는 바닥 도어부; 및 상기 통부와 상기 바닥 도어부를 지지하는 지지부를 포함하고, 열분해 공간을 갖는 폐기물 가스화실; 및 폐기물에 착화를 시키기 위한 착화 유닛을 포함하고, 상기 착화 유닛은, 점화관; 착화버너; 댐퍼 케이스; 댐퍼 플레이트; 및 댐핑 실린더를 포함하는 열분해 가스화로 및 이의 제어 방법이 제공될 수 있다.

Description

열분해 가스화로 및 열분해 가스화로의 제어 방법
본 발명은 열분해 가스화로 및 열분해 가스화로의 제어 방법에 관한 것이다.
생활 폐기물, 산업 폐기물 등 다양한 종류의 폐기물들의 처리가 문제된다. 폐기물의 처리 방법 중 하나는, 유기물을 포함하여 바이오매스 연료로서 활용 가능한 폐기물, 폴리프로필렌 계열의 폐합성수지 등 가연성 폐기물을 분류하여 이를 열분해하고, 열분해를 통해 발생된 가연성 가스를 활용하여 터빈을 구동하거나 스팀을 생성하는 등으로 활용하는 방법이 있다. 이렇게 가연성 폐기물들을 가스화로에서 열분해하여 발생된 가스를 활용한다면 탄산가스의 배출량을 줄여 지구 온난화의 문제를 완화시켜 줄 수 있다.
이러한 종래의 열분해 가스화로의 일 예가 특허문헌 1에 의해 제시된다. 구체적으로, 특허문헌 1에 개시된 종래의 열분해 가스화로는 폐합성수지를 포함하는 가연성 폐기물을 수용하는 통부, 가연성 폐기물의 연소에 필요한 공기를 가연성 폐기물에 분사하는 공기분사부, 공기분사부에 공기를 공급하는 공기공급부, 가연성 폐기물을 공급하는 연료 투입구, 연료 투입구를 밀폐시키는 뚜껑, 통부 내에서 발생되는 가스를 통부의 측부에서 회수하는 가스 배출관, 및 가연성 폐기물이 열분해되면서 발생되는 열을 식혀주기 위해 가연성 폐기물과 직접 접촉되지 않도록 설치된 냉각수단으로 구성된다.
이와 같이 구성되는 종래의 열분해 가스화로에 따르면, 연료 투입구를 통해 투입되는 가연성 폐기물을 점화시켜서 열분해하고, 소정의 시간 동안 가연성 폐기물이 열분해되면서 가연성 가스가 발생되고, 발생된 가연성 가스는 가스 배출관을 통해 외부로 배출되어 버너로(burner furnace) 등의 설비에서 2차 연소될 수 있다. 이때, 냉각수단에 의해 열분해시 요구되는 적정 온도가 유지됨으로써 적정 수준의 가연성 가스가 발생될 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 열분해 가스화로에 따르면, 폐기물을 통부에 투입한 이후에, 작업자가 점검도어를 열고 수작업으로 폐기물에 점화를 한 후, 점검도어를 개방한 채로 불이 확산되는 것을 지켜보고, 확산이 어느 정도 이루어지면 그때서야 점검도어를 닫는다. 이에 따라, 작업자의 화상 위험 및 화재의 위험이 높다는 문제가 있었다.
또한, 수작업으로 점검구의 일 지점에서 점화를 함에 따라, 일 지점에서 시작한 불씨가 통부 내부의 전체에 확산되기까지 시간이 많이 소요된다. 따라서, 확산되는 동안에는 국부적인 연소열로 주변의 폐기물의 열분해가 진행되는데, 일 지점에서 시작한 불씨가 전체로 확산되는 속도가 느려져서 결국 열분해에 의해 발생되는 가스량이 적어질 수 있다. 이로써, 버너로에서 연소되는 가스량이 적어지므로, 다이옥신 등의 공해 물질이 완전 연소되기 위한 조건인 850℃ 이상의 출구 온도를 맞추지 못하여 공해 물질이 대기중에 배출되어 주변 환경을 오염시킬 수 있다는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안되는 것으로서, 통부 내부의 폐기물에 대한 착화를 안전하게 수행할 수 있으면서도, 다이옥신 등의 공해 물질이 완전 연소되기 위한 조건인 850℃ 이상의 출구 온도에 안정적으로 도달할 수 있는 열분해 가스화로 및 열분해 가스화로의 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 가연성 폐기물이 투입되어 열분해되는 통부; 상기 통부의 하측에 배치되어 상기 통부를 선택적으로 밀폐시키는 바닥 도어부; 및 상기 통부와 상기 바닥 도어부를 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 통부는, 상기 가연성 폐기물이 열분해되는 열분해 공간을 갖는 폐기물 가스화실; 및 상기 폐기물 가스화실의 하부에 제공되어 폐기물에 착화를 시키기 위한 착화 유닛을 포함하고, 상기 착화 유닛은, 상기 폐기물 가스화실의 내부로 불꽃이 전달되는 통로를 제공하는 점화관; 상기 점화관의 내부로 불꽃을 발생시키는 착화버너; 상기 점화관의 단부에 제공되어 상기 착화버너와 상기 점화관을 연결하는 댐퍼 케이스; 상기 댐퍼 케이스의 내부로 선택적으로 슬라이드 이동되어 상기 점화관의 단부를 개폐하는 댐퍼 플레이트; 및 상기 댐퍼 플레이트를 슬라이드 이동시키는 댐핑 실린더를 포함하는 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.
또한, 상기 착화 유닛은, 상기 착화버너와 상기 댐퍼 케이스를 연결하는 연결통을 더 포함하는 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.
또한, 상기 연결통과 상기 착화버너의 사이에 제공되어 상기 착화버너를 상기 연결통에 고정시키는 착화버너 고정판을 더 포함하고, 상기 착화버너 고정판은 상기 착화버너와 상기 연결통이 연통하도록 관통하는 통공이 형성된 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼 케이스의 일면에 제공되어 일부가 상기 댐퍼 케이스의 내부에 삽입되고, 상기 댐퍼 케이스에 삽입된 상기 댐퍼 플레이트를 일 방향으로 가압하는 가압부재를 더 포함하고, 상기 가압부재가 상기 댐퍼 케이스를 가압하여 상기 댐퍼 케이스를 상기 점화관의 단부에 밀착시킴으로써, 상기 점화관의 단부가 기밀되는 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼 케이스의 외부에 돌출된 상기 가압부재의 단부에 연결되어 상기 가압부재와 연동하여 이동 가능하게 제공되는 가압 플레이트; 및 상기 가압 플레이트에 연결되고, 상기 댐퍼 케이스를 향해 상기 가압 플레이트와 상기 가압부재를 진퇴시키는 가압용 실린더를 포함하는 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼 플레이트는, 상기 가압부재에 의해 가압되는 방향의 반대측 면의 적어도 일부에 부착되는 밀봉 부재를 더 포함하는 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.
또한, 상기 댐핑 실린더의 실린더 헤드와 상기 댐핑 플레이트를 연결하는 실린더 연결 블록; 및 상기 실린더 헤드와 상기 실린더 연결 블록을 회전 가능하게 연결하는 실린더 연결핀을 더 포함하고, 상기 실린더 연결 블록에는 상기 실린더 연결핀이 삽입될 수 있는 핀홀이 형성된 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼 케이스의 일면에 제공되어 일부가 상기 댐퍼 케이스의 내부에 삽입되고, 상기 댐퍼 케이스에 삽입된 상기 댐퍼 플레이트를 일 방향으로 가압하는 가압부재를 더 포함하고, 상기 핀홀은 상기 가압부재의 가압 방향과 나란한 방향으로 길게 형성된 장공 형상을 갖는 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.
또한, 상기 착화 유닛은 복수 개 제공되고, 상기 폐기물 가스화실의 둘레를 따라 복수의 위치에 배치되는 열분해 가스화로가 제공될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 열분해 가스화로의 열분해 개시를 위해, 폐기물 가스화실 내부에 적층된 폐기물에 대한 착화를 준비하는 단계; 착화 유닛의 착화버너를 통해 불꽃을 발생시켜서 착화를 개시하는 단계; 소정 시간이 지난 후 착화를 종료하는 단계; 상기 폐기물 가스화실의 내부와 연통하는 상기 착화 유닛의 점화관의 단부를 댐핑하는 단계; 열분해 개시 이후 열분해의 완료 여부를 판단하는 단계; 열분해가 완료되면, 상기 댐핑을 해제하는 단계를 포함하고, 상기 댐핑하는 단계에서, 댐핑 실린더와 연결된 댐핑 플레이트를, 상기 점화관의 단부와 상기 착화버너 사이에 제공된 댐퍼 케이스의 내부로 삽입하여 상기 점화관의 단부를 기밀하는 열분해 가스화로의 제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 댐핑하는 단계는, 상기 댐퍼 케이스의 일 면에 일부가 삽입된 가압부재에 의해 상기 댐퍼 플레이트가 일 방향으로 가압되는 단계를 더 포함하는 열분해 가스화로의 제어 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 작업자의 화상 위험 및 화재의 위험이 억제될 수 있고, 공해 물질의 완전 연소가 안정적으로 이루어질 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 가스화로를 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1의 통부의 횡단면을 상측에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 통부의 하부 및 바닥 도어부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 바닥 도어부의 공기 공급 노즐과 보강대의 배치상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 바닥 보강대를 측면에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 1의 착화 유닛을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 일부분을 확대하여 도시한 부분확대도이다.
도 8은 도 6의 댐퍼 플레이트가 댐퍼 케이스 내부로 삽입된 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 도 6의 착화 유닛의 내부 구조를 도시한 부분단면도이다.
도 10은 도 9의 제어부의 제어 스텝을 나타내는 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 가스화로를 도시한 개념도이고, 도 2는 도 1의 통부의 횡단면을 상측에서 바라본 도면이며, 도 3은 도 1의 통부의 하부 및 바닥 도어부를 확대하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 바닥 도어부의 공기 공급 노즐과 보강대의 배치상태를 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 바닥 보강대를 측면에서 바라본 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 가스화로(1)는 가연성 폐기물이 투입되어 열분해되는 통부(10), 통부(10)의 하측에 배치되어 통부(10)를 선택적으로 밀폐시키는 바닥 도어부(20), 통부(10)에서 가연성 폐기물이 열분해되면서 발생된 가스가 투입되어 연소되는 가스 연소부(30), 및 통부(10) 및 바닥 도어부(20)를 지지하는 지지부(40)를 포함한다.
열분해되는 폐기물의 예로는 에스알에프(SRF) 성형 연료, 에스알에프비성형 고형연료, 바이오 에스알에프 고형연료, 폐타이어, 폐타이어를 칩 상태로 만든 티디에프(TDF), 기타 생활 폐기물 또는 산업 폐기물을 기계적 파쇄, 분쇄, 선별하여 재활용하도록 생산한 가연성 혼합폐기물 등을 들 수 있다.
통부(10)는 폐기물이 열분해되는 열분해 공간(108)을 갖는 폐기물 가스화실(100)과, 폐기물 가스화실(100)의 상면을 개폐하는 뚜껑(110)과, 폐기물 가스화실(100)의 측면에 형성되어 열분해 공간(108)과 외부를 연통하는 점검홀(124)을 개폐하는 점검도어(120)와, 측부 냉각 쟈켓(102)과 연결되면서 열분해 공간(108)의 내부에 배치되어 가연성 가스가 폐기물 가스화실(100)의 상부로 상승할 수 있는 공간을 형성시키는 가스 유도 냉매관(130)과, 폐기물 가스화실(100)의 하부에 제공되어 폐기물에 착화를 시키기 위한 착화 유닛(140)과, 열분해 공간(108)의 내부로 공기를 공급하기 위한 공기 공급 노즐(150)과, 통부(10)의 상부에 제공되어 폐기물의 열분해에 의해 발생되는 가스가 배출되는 가스 배출 덕트(160)와, 폐기물 가스화실(100) 하면에 부착된 하부 플랜지(170)를 포함할 수 있다.
폐기물 가스화실(100)은 상면과 하면이 뚫린 원통 형상을 가질 수 있고, 열분해 공간(108)의 상부는 뚜껑(110)에 의해 개폐되고, 하부는 후술되는 바닥 도어부(20)에 의해 개폐된다. 또한, 뚜껑(110) 및 바닥 도어부(20)에 의해 폐기물 가스화실(100)이 폐쇄된 상태에서는 외부에 대하여 밀봉된 상태가 유지된다. 이에 따라, 폐기물이 열분해되는 동안에는 폐기물 가스화실(100) 내의 연소 불꽃, 가스 등이 외부로 배출되지 않는다.
또한, 폐기물 가스화실(100)은 내측에서 외측으로 가면서 측부내화벽(104)-측부 냉각 쟈켓(102)-외벽(106)의 순서로 적층되어 구성될 수 있다. 측부 냉각 쟈켓(102)은 외부로부터 냉매를 전달받아서 냉매가 내부에 흐를 수 있도록 구성되고, 내부에 흐르는 냉매가 열분해 공간(108)과 열교환하면서 온도가 높아질 수 있다. 이렇게 냉매에 축적된 열에너지는 외부로 배출되어 재활용될 수 있다.
측부 냉각 쟈켓(102)과 열분해 공간(108)의 사이에는 측부내화벽(104)이 배치되며, 측부내화벽(104)은 단열 성능을 갖는 재질로 구성되어 측부 냉각 쟈켓(102)과 열분해 공간(108) 사이의 열교환을 일부 방해함으로써 측부 냉각 쟈켓(102) 내부의 냉매가 과도하게 높은 온도로 높아지거나, 열분해 공간(108) 내부의 온도가 과도하게 낮아지지 않도록 하는 역할을 한다. 이러한 측부내화벽(104)의 두께(t)는 50~60 mm 범위 내에서 결정될 수 있으며, 이러한 두께 범위 내에서 측부내화벽(104)의 두께(t)가 결정됨에 따라 내화재로서의 기능을 상실할 위험도 없고, 열분해 온도가 너무 과하게 상승하는 문제도 해결될 수 있다.
뚜껑(110)은 폐기물 가스화실(100) 내측 방향으로 상부 내화벽(112)이 형성되어, 뚜껑(110)이 닫힌 상태에서는 폐기물 가스화실(100) 내부의 열기가 상방으로 방출되는 것을 억제한다. 또한, 뚜껑(110)은 폐기물 가스화실(100)에 대하여 일단이 피봇 가능하게 구성됨에 따라 용이하게 개폐 가능하게 구성될 수 있다. 이를 위해, 뚜껑(110)의 일단에는 폐기물 가스화실(100)과 회전 가능하도록 뚜껑(110)을 폐기물 가스화실(100)에 연결시키는 힌지(116)가 제공되고, 뚜껑(110)이 닫혔을 때 폐기물 가스화실(100)의 상부와 접촉하는 뚜껑(110)의 하면에는 폐기물 가스화실(100)과 접촉하는 부분에 실링부재(114)가 제공될 수 있다. 이러한 실링 부재(114)에 의해 폐기물 가스화실(100) 내부의 가스가 외부로 배출되는 것이 방지될 수 있다.
점검도어(120)는 폐기물 가스화실(100)의 측면에 형성되어 열분해 공간(108)과 외부를 연통하는 점검홀(124)을 개폐하도록 제공되고, 점검홀(124)은 작업자가 폐기물 가스화실(100) 내부로 출입할 수 있도록 제공될 수 있다. 또한, 측부 냉각 쟈켓(102)의 점검홀(124)을 둘러싸는 부분에는 도어 측 내화벽(122)이 제공될 수 있다. 이에 따라, 측부 냉각 쟈켓(102)의 냉기에 의해 점검홀(124) 내의 가연성 가스가 국부적으로 액화되어 점검홀(124) 내에서 굳어지는 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도어 측 내화벽(122)은 일 예로, 200~300 mm 두께로 제공될 수 있으며, 측부내화벽(104)보다 두꺼운 두께로 형성될 수 있다. 이는, 점검홀(124)은 가연성 폐기물이 쌓여서 열분해되는 열분해 공간(108)에 비하여 매우 좁은 공간이며, 그 내부에서는 가연성 폐기물의 열분해 온도가 과도하게 상승할 위험보다는 냉각에 의해 굳어지는 현상의 발생 위험이 더 높으므로, 열분해 공간(108)보다 점검홀(124) 내부 공간의 냉각 방지 효과를 더 높일 필요가 있기 때문이다.
가스 유도 냉매관(130)은 측부 냉각 쟈켓(102)의 상부와 하부에 양 단이 각각 연결되고, 열분해 공간(108)의 내부에 배치되어 열분해 공간(108)에 투입된 가연성 폐기물 및 열분해를 통해 발생되는 가연성 가스와 직접적으로 열교환을 하도록 구성된다. 이렇게 가스 유도 냉매관(130)으로 유동하는 냉매에 의해 열분해 중인 폐기물 및 이로 인해 발생된 가스와 직접적으로 열교환을 함으로써, 열분해 공간(108) 내부의 온도가 더 정밀하게 제어될 수 있다. 이를 위해, 도시하지 않은 밸브가 가스 유도 냉매관(130)에 제공되어 관 내에 유동하는 냉매의 유량이 폐기물 가스화실(100) 내부 온도에 따라 제어될 수 있다.
또한, 가스 유도 냉매관(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 폐기물 가스화실(100)의 원주를 따라 복수 개가 배치될 수 있으며, 구체적으로 두 개가 한 쌍씩 인접하게 배치된 복수의 쌍이 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.
또한, 한 쌍의 가스 유도 냉매관(130)은 상부와 하부에 한 개씩 벤딩된 부분을 가지고, 상부와 하부의 벤딩된 부분을 연결하면서 상하 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 상하 방향은 지면과 수직인 방향일 수도 있고, 지면에 대하여 소정 각도로 기울어진 방향일 수도 있다. 이에 따라, 가스 유도 냉매관(130)의 상하 방향으로 연장된 부분이 측부내화벽(104)으로부터 이격되도록 배치되어, 가스 상승 공간(132)을 형성시킬 수 있다.
폐기물 가스화실(100)의 내부에 가연성 폐기물이 투입되면, 폐기물 가스화실(100)의 하부에서부터 열분해가 일어나는데, 이에 따라 적체된 가연성 폐기물의 하부에서부터 가연성 가스가 발생된다. 이때, 열분해에 의해 발생된 가스는 폐기물 가스화실(100)의 상부로 상승하여 가스 배출 덕트(160)를 통해 외부로 배출되어야 하지만, 폐기물 가스화실(100) 내부에 쌓인 폐기물들로 인해 상승할 수 있는 통로가 확보되지 않아서 원활한 가스 배출이 어려울 수 있다는 문제가 있을 수 있다.
그러나 본 실시예에 따르면 가스 유도 냉매관(130)에 의해 가스 상승 공간(132)으로 가연성 폐기물이 침투되는 것이 방지될 수 있다. 이에 따라, 폐기물 가스화실(100)의 하부에서 발생되는 가연성 가스들이 원활히 상부로 상승할 수 있는 공간이 확보될 수 있어서, 원활한 가스 배출이 가능해진다.
착화 유닛(140)은 통부(10)의 하부에 형성되어 폐기물 가스화실(100) 내부의 가연성 폐기물에 착화를 하여 화염을 발생시키고, 열분해가 시작될수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 착화 유닛(140)은 폐기물 가스화실(100)의 내부로 불꽃이 전달되는 통로를 제공하는 점화관(142)과, 점화관(142)의 내부로 불꽃을 발생시키는 착화버너(144)와, 점화관(142)의 단부에 제공되어 착화버너(144)와 점화관(142)을 연결하는 댐퍼 케이스(146)와, 댐퍼 케이스(146)의 내부로 선택적으로 슬라이드 이동되어 점화관(142)의 단부를 개폐하는 댐퍼 플레이트(도 6, 147)와, 댐퍼 플레이트(147)를 슬라이드 이동시키는 댐핑 실린더(148)를 포함할 수 있다. 댐핑 실린더(148)는 공압 실린더, 유압 실린더, 스크류잭 등일 수 있다.
또한, 착화 유닛(140)은 폐기물 가스화실(100)의 둘레를 따라 복수의 위치에 설치될 수 있으며, 일 예로 일정 간격을 두고 2 내지 4 개소에 배치될 수 있다. 또한, 착화 유닛(140)이 복수 개 제공되는 경우에는 착화 유닛(140)에 연결된 제어부(180)에 의해 일괄적으로 제어될 수 있다.
이러한 착화 유닛(140)의 구체적인 구성 및 작용에 대하여는 후술하겠다.
공기 공급 노즐(150)은 도시하지 않은 외부의 송풍팬으로부터 공급되는 공기를 폐기물 가스화실(100)의 내부로 공급하는 기능을 수행한다. 공기 공급 노즐(150)은 통부(10)의 하부에 형성된 경사면에 제공될 수 있으며, 폐기물 가스화실(100) 내부에 쌓인 가연성 폐기물의 하부에서부터 상방으로 점차 열분해가 이루어지고, 대류 현상에 의해 뜨거운 열기는 하부에서 상부로 이동하므로, 하부에서부터 공기가 공급되는 것이 유리하다. 다만, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 공기 공급 노즐(150)은 통부의 중앙부 또는 상부에 형성되는 것도 가능하다.
가스 배출 덕트(160)는 통부(10)의 상부에 제공되어 폐기물 가스화실(100) 내부에서 열분해에 의해 발생되는 가연성 가스가 배출되는 통로를 제공한다. 또한, 가스 배출 덕트(160)는 가스 연소부(30)와 연결되고, 가스 배출 덕트(160)를 통해 가연성 가스가 가스 연소부(30)로 전달되어 2차 연소가 이루어진다. 이를 위해, 가스 연소부(30)는 가스 연소 공간(312)을 갖는 가스 연소실(310)과, 가스 연소 공간(312)으로 외기를 공급하는 공기 공급관(320)을 포함할 수 있다.
하부 플랜지(170)는 사각형 형상으로서 내부에 열분해 공간(108)과 연통하는 연통공이 형성되도록 구성될 수 있다. 또한, 하부 플랜지(170)는 폐기물 가스화실(100)의 하면에 부착되는 부재이고, 바닥 도어부(20)의 밀봉링에 의해 압착되면 폐기물 가스화실(100)와 바닥 도어부(20) 사이의 갭이 밀봉되는 패킹 부재를 포함할 수 있다. 상기 패킹 부재는 밀봉 환경을 구성하기 위한 탄성 재질로 이루어질 수 있고, 바닥 도어부(20)에 대향하여 제공되며, 하부 플랜지(170)의 형상에 따라 사각형 링의 형상으로 제공될 수 있다.
한편, 바닥 도어부(20)는 통부(10)의 하측에 배치되어 통부(10)를 선택적으로 밀폐시키도록 제공되며, 지지부(40)의 가이드 레일(410)을 따라 양 방향으로 진퇴될 수 있도록 구성된다. 이에 따라, 바닥 도어부(20)는 통부(10)의 하측으로 진입하였을 때 통부(10)의 하부를 폐쇄시킬 수 있다.
이러한 바닥 도어부(20)는 상면에 제공되는 하부 내화벽(200)과, 열분해 공간(108)으로 연소에 필요한 공기를 공급하기 위한 공기 공급 수단(210)과, 하부 내화벽(200)의 하측에 제공되는 하부 냉각 자켓(220)과, 하부 내화벽(200)을 지지하는 보강대(230)와, 가이드 레일(410)을 따라 안내되면서 슬라이딩 가능하도록 제공되는 슬라이딩 수단(240)과, 하부 플랜지(170)의 패킹 부재에 대하여 바닥 도어부(20)의 밀봉링을 승하강시킬 수 있도록 제공되는 밀봉 승하강 수단(250)을 포함할 수 있다.
또한, 바닥 도어부(20)는 상부에서부터 하부 내화벽(200)-하부 냉각 자켓(220)-에어 포켓(214)으로 적층될 수 있으며, 하부 냉각 자켓(220)과 에어 포켓(214)을 구획하는 중간판(202)과 에어 포켓(214)의 하부를 마감하는 하판(204)을 포함할 수 있다.
하부 내화벽(200)은 측부내화벽(104)과 마찬가지의 재질로 구성될 수 있으며, 상면에는 공기 공급 노즐(212)의 단부가 수용되는 노즐 수용홈이 복수 개 형성될 수 있다. 노즐 수용홈에 공기 공급 노즐(212)의 단부가 수용됨에 따라, 하부 내화벽(200)의 상면의 상측으로 공기 공급 노즐(212)이 돌출되지 않으므로, 공기 공급 노즐(212)이 투입되는 폐기물과 충돌하여 파손되는 위험이 방지될 수 있다. 또한, 하부 내화벽(200)은 테두리부에 제공된 원형 틀에 의해 바닥 도어부(20) 내에서의 위치가 고정될 수 있다.
공기 공급 수단(210)은 중간판(202)에서부터 하부 내화벽(200)의 노즐 수용홈으로 돌출되도록 형성되는 복수 개의 공기 공급 노즐(212)과, 하부 냉각 자켓(220)의 하측의 중간판(202) 및 하판(204)의 사이 공간으로 형성되어 외부에서 공급된 공기가 포집되는 에어 포켓(214)과, 에어 포켓(214)에 연결된 에어 덕트(216)와, 에어 덕트(216)로 공기를 공급하는 에어 컴프레셔(218)를 포함할 수 있다. 이때, 에어 컴프레셔(218)는 하면에 휠을 포함하여 바닥 도어부(20)와 함께 슬라이딩 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
하부 냉각 자켓(220)은 측부 냉각 쟈켓(102)과 마찬가지로 외부로부터 냉매를 전달받아서 냉매가 내부에 흐를 수 있도록 구성되고, 내부에 흐르는 냉매가 열분해 공간(108)과 열교환하면서 온도가 높아질 수 있다. 이렇게 냉매에 축적된 열에너지는 외부로 배출되어 재활용될 수 있다. 또한, 하부 내화벽(200)에 의해 하부 냉각 쟈켓(220)과 열분해 공간(108) 사이의 열교환이 일부 방해됨으로써 하부 냉각 쟈켓(220) 내부의 냉매가 과도하게 높은 온도로 높아지거나, 열분해 공간(108) 내부의 온도가 과도하게 낮아지지 않도록 하는 역할을 한다. 이러한 하부 내화벽(200)의 두께는 측부내화벽(104)과 마찬가지로 50~60 mm 범위 내에서 결정될 수 있다.
보강대(230)는 하부 내화벽(200)을 지지하며, 하부 내화벽(200)의 하면에서부터 하판(204)까지 연장되도록 제공되며, 하부 내화벽(200)을 하판(204)에 지지하도록 제공된다. 또한, 공기 공급 노즐(212)이 배치되지 않은 사이 공간에 배치되며, 바닥 도어부(20)의 중심을 지나도록 배치되는 두 개의 보강대(230)와, 두 개의 보강대(230)와 각각 평행하게 배치되는 복수의 보강대(230)를 포함할 수 있다. 이때, 바닥 도어부(20)의 중심을 지나는 두 개의 보강대(230)는 서로 수직으로 배치될 수 있으며, 나머지 복수의 보강대(230)들은 서로 평행하거나, 수직으로 만나도록 배치될 수 있다. 이러한 보강대(230)에 의해 바닥 도어부(20)가 구조적으로 안정되게 지지되어, 열변형에 의한 좌굴이 억제될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 보강대(230)에는 중간판(202)의 상부와 하부에 연통홀(232)이 형성된다. 중간판(202)의 상부 영역은 냉매가 유동하는 하부 냉각 자켓(220)이 배치되며, 중간판(202)의 하부 영역은 에어 포켓(214)이 형성되므로, 중간판(202)의 상부에 형성된 연통홀(232)을 통해 냉매가 통과하여 유동될 수 있으며, 중간판(202)의 하부에 형성된 연통홀(232)을 통해 에어 포켓(214) 내의 공기가 드나들 수 있다. 또한, 보강대(230)는 중간판(202) 상부의 연통홀(232)과 하부의 연통홀(232)이 서로 지그재그로 배치되어, 보강대(230)의 강성이 연통홀(232)에 의해 크게 줄어들지 않도록 하는 구조를 가질 수 있다.
슬라이딩 수단(240)은 바닥 도어부(20)를 가이드 레일(410)을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 한다. 또한, 밀봉 승하강 수단(250)은 밀봉링을 승강 또는 하강시킬 수 있도록 제공된다.
한편, 착화 유닛(140)은, 착화버너(144)로부터 불꽃이 발생되면 점화관(142)을 통해 폐기물 가스화실(100)의 내부로 불꽃이 전달되어 착화가 이루어지며, 소정의 시간 동안 착화가 실시된 후에 가연성 폐기물에 연소가 시작되면 댐퍼 플레이트(148)가 댐퍼 케이스(146)의 내부로 슬라이드 이동되어 점화관(142)의 단부를 폐쇄하게 된다. 이로써, 착화에 필요한 시간 동안만 불꽃이 전달될 수 있어서, 작업자가 수동으로 착화를 하지 않더라도 자동으로 안전하게 폐기물에 대한 착화가 이루어질 수 있다.
이하, 이러한 착화 유닛(140)의 구체적인 구성 및 작용에 대하여 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명하겠다. 도 6은 도 1의 착화 유닛을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 일부분을 확대하여 도시한 부분확대도이며, 도 8은 도 6의 댐퍼 플레이트가 댐퍼 케이스 내부로 삽입된 모습을 도시한 도면이고, 도 9는 도 6의 착화 유닛의 내부 구조를 도시한 부분단면도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 착화 유닛(140)은 점화관(142), 착화버너(144), 댐퍼 케이스(146), 댐퍼 플레이트(147), 및 댐핑 실린더(148)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 점화관(142)은 폐기물 가스화실(100)과 연통하고, 착화버너(144)와 폐기물 가스화실(100)을 연결하여, 착화버너(144)에서 생성되는 불꽃이 폐기물 가스화실(100)의 내부로 전달되는 통로를 제공한다. 이때, 고온의 불꽃이 안전하게 폐기물 가스화실(100)의 내부로 전달되어야 하므로, 점화관(142)은 방열 성능이 강한 재질로 이루어질 수 있다.
착화버너(144)는 경유, 가솔린 등의 연료를 통해 불꽃을 발생시키는 버너의 일종으로서, 제어부(180)의 제어 신호에 따라 온, 오프될 수 있도록 구성된다. 또한, 제어부(180)에 의한 제어 이외에도, 별도의 온오프 스위치가 구비되어 작업자가 수동으로 불꽃 점화를 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
이러한 착화버너(144)는 별도의 연료 저장부를 통해 공급된 연료를 내부 공간에 분사하기 위한 연료 분사 노즐과, 분사된 연료에 스파크를 생성하여 불꽃을 발생시키는 스파크 발생 팁과, 내부에 공기를 공급하여 연료와 혼합되어 불꽃 발생이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 공기 공급 노즐 및 이에 연결된 송풍팬(미도시)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는 상기 스파크 발생 팁의 스파크 생성을 위한 전력 공급 및 연료 분사 노즐과 공기 공급 노즐의 개폐 동작을 제어할 수 있도록 구성된다.
착화버너(144)는 착화버너 고정판(145)에 고정될 수 있고, 착화버너 고정판(145)은 연결통(1452)에 고정될 수 있다. 또한, 착화버너(144)가 연결통(1452)과 연통하도록 착화버너 고정판(145)을 관통하는 통공이 형성되어 있을 수 있다. 또한, 연결통(1452)은 댐퍼 케이스(146)의 일면에 고정되며, 댐퍼 케이스(146)의 타면에는 점화관(142)이 고정된다. 이때, 댐퍼 플레이트(147)가 댐퍼 케이스(146)로부터 후퇴된 상태에서 착화버너(144), 연결통(1452), 점화관(142)의 내부가 모두 연통될 수 있도록, 댐퍼 케이스(146)에도 착화버너 고정판(145)과 마찬가지로 통공이 형성되어 있을 수 있다. 이에 따라, 댐퍼 플레이트(147)가 댐퍼 케이스(146)의 내부로 삽입되면, 댐퍼 케이스(146)에 형성된 통공을 폐쇄함으로써, 착화버너(144)와 점화관(142)을 서로 차단하게 된다.
댐퍼 케이스(146)는 두 개의 사각 플레이트가 서로 볼트에 의해 체결되어 구성될 수 있으며, 이에 따라 일면과 타면을 갖고, 둘레는 총 네 개의 측면으로 구성되어, 전체로서 납작한 육면체의 구조를 가질 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 댐퍼 케이스(146)를 구성하는 플레이트는 사각 형상이 아닌 다른 임의의 형상일 수 있다.
댐퍼 케이스(146)를 구성하는 두 개의 플레이트는 중앙부에 원 형상의 통공이 서로 일치되는 위치에 형성될 수 있으며, 해당 통공을 통해 연결통(1452)과 점화관(142)이 서로 연통할 수 있다. 또한, 댐퍼 케이스(146)의 둘레 중 일 측면에는 댐퍼 플레이트(147)가 전진하여 삽입되거나, 후퇴하여 추출될 수 있는 홀이 형성될 수 있다. 이렇게 댐퍼 케이스(146)의 일 측면에 형성된 홀을 통해 댐퍼 케이스(146)의 내부로 삽입된 댐퍼 플레이트(147)는 적어도 연결통(1452)의 단부와 점화관(142)의 단부를 모두 커버할 정도의 위치까지는 삽입되는 것이 가능하며, 이를 위해 댐퍼 케이스(146)의 내부에는 댐퍼 플레이트(147)가 그 정도의 깊이까지 삽입될 수 있는 공간이 형성되어 있을 수 있다.
한편, 댐퍼 케이스(146)의 일면에는, 삽입된 댐퍼 플레이트(147)를 가압하는 가압부재(1462)가 제공될 수 있다. 가압부재(1462)는 일 예로, 댐퍼 케이스(146)의 일면에 대하여 복수의 지점에 제공되는 핀 형상의 부재일 수 있으며, 댐퍼 케이스(146)의 일면에는 가압부재(1462)가 삽입 통과될 수 있는 복수의 홀이 형성될 수 있다. 예를 들어, 가압부재(1462)는 댐퍼 케이스(146)의 서로 대향하는 양 모서리 부근에 각각 두 개소씩 제공될 수 있으나, 이로써 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.
또한, 가압부재(1462)는 댐퍼 케이스(146)에 삽입된 상태가 유지될 수 있으며, 이를 위해 가압부재(1462)의 댐퍼 케이스(146) 내측에 있는 단부에는, 가압부재(1462)가 삽입된 홀보다 넓은 면적을 갖는 형상의 플랜지가 형성될 수 있다. 이에 따라, 가압부재(1462)의 댐퍼 케이스(146) 내측 단부는 댐퍼 케이스(146) 내부로부터 이탈되지 않도록 형성될 수 있다.
또한, 가압부재(1462)의 반대측 단부는 가압 플레이트(1466)와 연결될 수 있으며, 가압 플레이트(1466)의 병진 이동과 연동하여 이동되도록 상호 고정될 수 있다. 가압 플레이트(1466)는 중앙부에 가압용 실린더(1464)가 연결될 수 있으며, 이에 따라 가압용 실린더(1464)의 구동에 의해 가압 플레이트(1466) 및 가압부재(1462)가 댐퍼 케이스(146)를 향해 진퇴될 수 있다. 또한, 가압용 실린더(1464)의 몸체는 댐퍼 케이스(146)에 고정될 수 있다.
이와 같이, 가압용 실린더(1464)의 구동에 의해 가압 플레이트(1466)와 가압부재(1462)가 댐퍼 케이스(146)를 향해 진퇴될 수 있으므로, 댐퍼 케이스(146) 내에 댐퍼 플레이트(147)가 삽입된 상태에서 댐퍼 플레이트(147)를 가압부재(1462)가 가압할 수 있다. 이렇게 가압부재(1462)가 댐퍼 플레이트(147)를 가압함으로써, 댐퍼 플레이트(147)가 점화관(142)의 단부측을 향해 밀착되어 점화관(142)의 단부가 기밀될 수 있다.
본 실시예에서는 가압부재(1462)가 핀 형상으로 제공되어 가압용 실린더(1464)에 의해 이동하는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 가압부재가 볼트로 구성되고, 가압부재가 삽입된 홀에도 나사산이 형성되어, 작업자가 수동으로 볼트를 조여서 댐퍼 플레이트(147)를 가압하도록 구성되는 것도 가능하다. 물론, 이 경우 가압용 실린더(1464) 및 가압 플레이트(1466)의 구성은 생략될 수 있다.
댐퍼 플레이트(147)는 통부(10)에 고정된 댐핑 실린더(148)의 실린더 헤드(1482)와 연결되어 댐핑 실린더(148)의 구동에 의해 댐퍼 플레이트(147)의 내부로 진입 또는 후퇴될 수 있다. 또한, 가압부재(1462)에 의해 일 방향으로 가압되면, 가압된 방향으로 댐퍼 케이스(146)에 밀착됨으로써 점화관(142)의 단부가 기밀될 수 있다. 이때, 댐퍼 플레이트(147)가 밀착되었을 때 기밀이 이루어지도록 댐퍼 플레이트(147)의 밀착되는 면의 적어도 일부에 고무 등의 재질로 이루어진 밀봉 부재(미도시)가 부착되어 있을 수 있으며, 일 예로 테두리 부분에 부착될 수 있다.
이를 위해, 댐퍼 플레이트(147)는 실린더 연결 블록(1484) 및 실린더 연결핀(1486)을 통해 실린더 헤드(1482)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 실린더 연결 블록(1484)은 동일한 형상을 갖는 두 개의 피스로 구성될 수 있으며, 두 개의 피스에는 실린더 연결핀(1486)이 삽입될 수 있는 핀홀(1488)이 형성될 수 있다. 핀홀(1488)은 실린더 연결핀(1486)의 지름과 높이가 동일하고, 너비는 실린더 연결핀(1486)의 지름보다 넓은 장공 형상일 수 있다. 이에 따라, 실린더 연결핀(1486)은 핀홀(1488) 내에서 병진 운동이 가능하다.
또한, 실린더 헤드(1482)의 단부에도 실린더 연결핀(1486)이 삽입 통과될 수 있는 홀이 형성될 수 있다, 또한, 실린더 헤드(1482)는 실린더 연결 블록(1484)의 두 개의 피스 사이에 개재된 상태에서, 실린더 헤드(1482)에 형성된 홀과 실린더 연결 블록(1484)에 형성된 핀홀(1488)을 실린더 연결핀(1486)이 삽입됨으로써 실린더 헤드(1482)와 실린더 연결 블록(1484)이 서로 피봇 가능하게 연결될 수 있다. 이렇게 실린더 헤드(1482)에 연결된 실린더 연결 블록(1484)은 댐퍼 플레이트(147)의 단부와 고정됨으로써, 댐퍼 플레이트(147)가 댐핑 실린더(148)에 피봇 가능하게 연결될 수 있다.
이와 같이, 댐퍼 플레이트(147)가 연결된 실린더 연결 블록(1484)의 핀홀(1488)이 장공 형상으로 형성됨에 따라, 댐퍼 플레이트(147)가 가압부재(1462)에 의해 가압 되어 일방으로 이동할 때, 실린더 연결핀(1486)이 핀홀(1488) 내에서 가압 방향으로 이동할 수 있는 여유 공간이 존재하게 되므로, 실린더 연결핀(1486) 및 이에 연결된 실린더 헤드(1482)까지 가압 방향으로 이동할 수 있다. 이때, 실린더 헤드(1482)의 이동에 따라 댐핑 실린더(148)는 피봇될 수 있으며, 이를 위해 댐핑 실린더(148)는 통부(10)와의 고정점에 대하여 피봇될 수 있도록 통부(10)와 힌지 고정될 수 있다.
이처럼 댐퍼 플레이트(147)가 가압될 때 실린더 연결핀(1486)과 실린더 헤드(1482)도 함께 이동하게 되므로, 댐퍼 플레이트(147)의 밀착 동작이 원활하게 이루어질 수 있고, 부재들 간의 간섭에 의한 파손이 방지될 수 있다.
한편, 제어부(180)는 제어 동작이 가능하도록 프로세서를 포함할 수 있으며, 제어 대상인 부재들과 신호를 주고 받을 수 있는 기능을 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 제어부(180)는 착화버너(144), 가압용 실린더(1464) 및 댐핑 실린더(148)와 연결되어 이들의 구동을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 제어부(180)는 착화버너(144)의 내부 온도, 동작 여부 등을 센싱하고, 나아가 가압용 실린더(1464)와 댐핑 실린더(148)의 상사점 및 하사점 도달 여부를 센싱하도록 구성될 수 있다. 이렇게 센싱된 값들은 각 부재의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다.
이를 위해, 댐핑 실린더(148)와 가압용 실린더(1464)에는 각각 피스톤이 상사점 위치에 있을 경우 이를 감지하는 센서와, 하사점 위치에 있을 경우 이를 감지하는 센서가 제공될 수 있다. 구체적으로, 댐핑 실린더(148)와 가압용 실린더(1464)가 공압실린더인 경우를 예로 들어 설명하면, 피스톤의 운동을 위한 전진포트와 후진포트(솔레노이드 밸브)를 포함할 수 있다. 피스톤이 하사점에서 상사점으로 전진할 때에는 전진포트를 통해 외부의 압축 공기가 실린더 내부로 유입되고, 동시에 후진포트를 통해 압축 공기가 배출되도록 동작되고, 반대로 피스톤이 상사점에서 하사점으로 후진할 때에는 후진포트를 통해 외부의 압축 공기가 실린더 내부로 유입되고, 동시에 전전포트를 통해 압축 공기가 배출되도록 동작될 수 있다. 이 경우, 전진포트의 흡입 또는 배출동작과 후진포트의 흡입 또는 배출동작을 검지하는 센서를 통해 각 실린더의 상사점과 하사점 여부를 센싱할 수 있다.
다만, 이는 댐핑 실린더(148)와 가압용 실린더(1464)가 공압실린더인 경우를 예로 들어 설명한 것으로서, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 공압실린더가 아닌 유압실린더 또는 다른 가압 장치에 해당될 수 있다.
이하에서는, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 열분해 가스화로(1)의 작용 및 효과에 대하여 도 10을 참조하여 설명하겠다. 도 10은 도 9의 제어부의 제어 스텝을 나타내는 순서도이다
도 10을 참조하면, 제어부(180)는 먼저 착화 유닛(140)에 의한 착화가 개시되기 전 준비를 할 수 있다(S1). 구체적으로, 제어부(180)는 착화버너(144), 댐핑 실린더(148) 및 가압용 실린더(1464)의 상태를 체크하여, 준비 상태에 있는지 여부를 체크할 수 있다. 이때, 제어부(180)는 착화버너(144)가 불꽃의 생성이 가능한 상태인지 여부, 댐핑 실린더(148)가 하사점에 있는지 여부, 및 가압용 실린더(1464) 또한 하사점에 있는지 여부를 판단할 수 있다. 이에 따라, 착화버너(144)의 불꽃 생성이 가능한 상태임과 동시에, 댐핑 실린더(148)가 하사점에 있고, 가압용 실린더(1464) 또한 하사점에 있다면, 착화 준비가 완료된 것으로 보고, 착화버너(144)의 착화가 개시되어 열분해 가스화로(1)의 운전이 개시될 수 있다(S2).
한편, 이러한 착화는 소정 시간, 예를 들어, 약 30초간 실시하고, 제어부(180)는 착화 개시 이후부터 내장된 타이머를 통해 소정 시간을 체크한 후, 정해진 시간이 종료되면 착화를 종료할 수 있다(S3). 착화버너(144)의 불꽃 점화를 정지하기 위해 연료 노즐과 공기 노즐을 닫아서 연료와 공기의 공급을 중단하고, 이와 동시에 댐핑 동작이 시행되도록 댐핑 실린더(148)를 제어할 수 있다(S4).
구체적으로, 댐핑 실린더(148)를 하사점에서 상사점으로 구동시키고, 댐퍼 플레이트(147)를 댐퍼 케이스(146)의 내부로 삽입하고, 댐핑 실린더(148)가 상사점에 도달하였을 때 댐퍼 플레이트(147)가 댐퍼 케이스(146)의 단부에 맞닿게 된다. 제어부(180)는 댐핑 실린더(148)에 제공된 센서를 통해 상사점인지 여부를 판단한다(S5). 상사점이 아니라면 댐핑 실린더(148)의 구동을 계속하고, 상사점에 도달하였다면, 제어부(180)는 댐핑 실린더(148)의 구동을 중단하고, 가압용 실린더(1464)를 상사점까지 구동 제어한다(S6).
가압용 실린더(1464)가 상사점까지 구동되면, 댐퍼 플레이트(147)가 가압부재(1462)에 의해 가압되어 가압 방향으로 이동하고, 점화관(142)의 단부와 밀착되면서 점화관(142)과 댐퍼플레이트(147)의 사이가 기밀되도록 할 수 있다. 이때, 실린더 연결핀(1486)이 장공 형상의 핀홀(1488) 내에서 가압 방향으로 병진 이동 하므로, 부재들간의 간섭 없이 댐퍼 플레이트(147)의 가압이 이루어질 수 있다.
이와 같은 제어부(180)의 제어에 의한 댐핑 동작은 착화 종료 후 수초 이내에 개시될 수 있다. 이에 따라, 착화 종료 후 통부(10) 내에서 열분해에 의해 발생하는 가연성 가스가 점화관(142)을 지나 연결통(1452)을 통과하여 착화버너(144)의 내부까지 유입되거나, 연결통(1452)과 점화관(142)을 연결하는 부위를 통해 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제어부(180)는 착화가 완료되어 열분해가 개시된 후에(S7), 열분해가 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다(S8). 이를 위해서는 여러가지 수단들이 활용될 수 있으며, 일 예로는 통부 내부의 온도가 기 설정된 온도 이하로 떨어졌는지 여부를 센싱함으로써 열분해 종료 여부를 판단할 수 있다. 또는, 가스 배출 덕트(160)를 통해 배출되는 가연성 가스의 양을 센싱하여 판단하는 것도 가능하다.
열분해가 완료되면, 제어부(180)는 가압용 실린더(1464)를 구동시킬 수 있다(S9). 구체적으로, 열분해가 완료되면 가압용 실린더(1464)를 상사점에서 하사점으로 구동시켜서 댐퍼 플레이트(147)의 밀착 상태를 해제할 수 있다. 제어부(180)는 가압용 실린더의 하사점 여부를 센싱에 의해 판단할 수 있다(S10). 가압용 실린더(1464)가 하사점에 도달하지 않았다면, 가압용 실린더(1464)의 구동을 계속 할 수 있고, 가압용 실린더(1464)가 하사점에 도달하였다면, 댐핑 실린더(148)를 하사점으로 구동하여 댐퍼 플레이트(147)의 밀착 상태를 해제함과 동시에 댐퍼 케이스(146)로부터 후퇴시켜서 연결통(1452)과 점화관(142)이 다시 연통할 수 있도록 한다(S11).
이때, 댐퍼 플레이트(147)는 댐퍼 케이스(146)로부터 완전히 빠져나오지 않고, 댐핑 실린더(148)가 하사점에 위치하더라도 댐퍼 플레이트(147)의 단부는 댐퍼 케이스(146)의 입구 측에 걸린 상태가 유지될 수 있다. 이로써, 댐핑 실린더(148)의 실린더 헤드(1482)가 단순히 전진하는 것에 의해 댐퍼 플레이트(147)는 댐퍼 케이스(146)의 내부로 삽입될 수 있게 된다.
댐핑 실린더(148)가 하사점에 도달하면, 제어부(180)는 다시 착화 준비 단계(S1)로 되돌아가 열분해 공정을 연속적으로 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 열분해 가스화로(1)에 따르면, 착화 유닛(140)의 댐퍼 플레이트(147), 댐핑 실린더(148), 및 댐퍼 케이스(146)의 작용으로 인해 통부(10) 내부의 폐기물에 대한 착화를 안전하게 수행할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 착화 유닛(140)이 폐기물 가스화실(100)의 둘레를 따라 복수의 위치에 설치되고, 제어부(141)를 통해 일괄제어됨으로써, 복수의 지점에서 초기 착화가 이루어지므로, 열분해 초기 단계에서 화염이 급격히 확산하여서 열분해 온도가 빠르게 1,000 ℃ 이상으로 도달하게 된다. 이러한 고온의 열에 의해 폐기물이 열분해됨으로써, 가스화가 신속하게 이루어져, 가스 배출 덕트(160)를 통해 가스 연소부(30)에 도달한 가연성 가스량이 순식간에 많아짐으로써, 가연성 가스의 연소에 의한 연소 온도가 신속하게 올라가서 디이옥신 등의 공해 물질이 소멸하는 850℃ 이상으로 손쉽게 도달하여, 열분해 및 가연성 가스의 연소에 따른 공해 물질 배출을 억제할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 작업자가 단순히 제어부(180)를 통해 제어하거나, 외부에서 가압부재(1462)를 조작하여 가압하는 작업만으로도 착화 공정을 수행할 수 있으므로, 작업자의 화상 위험 및 화재의 위험이 억제될 수 있다는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 가연성 폐기물이 투입되어 열분해되는 통부;
    상기 통부의 하측에 배치되어 상기 통부를 선택적으로 밀폐시키는 바닥 도어부; 및
    상기 통부와 상기 바닥 도어부를 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 통부는,
    상기 가연성 폐기물이 열분해되는 열분해 공간을 갖는 폐기물 가스화실; 및
    상기 폐기물 가스화실의 하부에 제공되어 폐기물에 착화를 시키기 위한 착화 유닛을 포함하고,
    상기 착화 유닛은,
    상기 폐기물 가스화실의 내부로 불꽃이 전달되는 통로를 제공하는 점화관;
    상기 점화관의 내부로 불꽃을 발생시키는 착화버너;
    상기 점화관의 단부에 제공되어 상기 착화버너와 상기 점화관을 연결하는 댐퍼 케이스;
    상기 댐퍼 케이스의 내부로 선택적으로 슬라이드 이동되어 상기 점화관의 단부를 개폐하는 댐퍼 플레이트; 및
    상기 댐퍼 플레이트를 슬라이드 이동시키는 댐핑 실린더를 포함하는 열분해 가스화로.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 착화 유닛은,
    상기 착화버너와 상기 댐퍼 케이스를 연결하는 연결통을 더 포함하는 열분해 가스화로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결통과 상기 착화버너의 사이에 제공되어 상기 착화버너를 상기 연결통에 고정시키는 착화버너 고정판을 더 포함하고,
    상기 착화버너 고정판은 상기 착화버너와 상기 연결통이 연통하도록 관통하는 통공이 형성된 열분해 가스화로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼 케이스의 일면에 제공되어 일부가 상기 댐퍼 케이스의 내부에 삽입되고, 상기 댐퍼 케이스에 삽입된 상기 댐퍼 플레이트를 일 방향으로 가압하는 가압부재를 더 포함하고,
    상기 가압부재가 상기 댐퍼 케이스를 가압하여 상기 댐퍼 케이스를 상기 점화관의 단부에 밀착시킴으로써, 상기 점화관의 단부가 기밀되는 열분해 가스화로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 댐퍼 케이스의 외부에 돌출된 상기 가압부재의 단부에 연결되어 상기 가압부재와 연동하여 이동 가능하게 제공되는 가압 플레이트; 및
    상기 가압 플레이트에 연결되고, 상기 댐퍼 케이스를 향해 상기 가압 플레이트와 상기 가압부재를 진퇴시키는 가압용 실린더를 포함하는 열분해 가스화로.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 댐퍼 플레이트는,
    상기 가압부재에 의해 가압되는 방향의 반대측 면의 적어도 일부에 부착되는 밀봉 부재를 더 포함하는 열분해 가스화로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐핑 실린더의 실린더 헤드와 상기 댐핑 플레이트를 연결하는 실린더 연결 블록; 및
    상기 실린더 헤드와 상기 실린더 연결 블록을 회전 가능하게 연결하는 실린더 연결핀을 더 포함하고,
    상기 실린더 연결 블록에는 상기 실린더 연결핀이 삽입될 수 있는 핀홀이 형성된 열분해 가스화로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 댐퍼 케이스의 일면에 제공되어 일부가 상기 댐퍼 케이스의 내부에 삽입되고, 상기 댐퍼 케이스에 삽입된 상기 댐퍼 플레이트를 일 방향으로 가압하는 가압부재를 더 포함하고,
    상기 핀홀은 상기 가압부재의 가압 방향과 나란한 방향으로 길게 형성된 장공 형상을 갖는 열분해 가스화로.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착화 유닛은 복수 개 제공되고,
    상기 폐기물 가스화실의 둘레를 따라 복수의 위치에 배치되는 열분해 가스화로.
  10. 열분해 가스화로의 열분해 개시를 위해, 폐기물 가스화실 내부에 적층된 폐기물에 대한 착화를 준비하는 단계;
    착화 유닛의 착화버너를 통해 불꽃을 발생시켜서 착화를 개시하는 단계;
    소정 시간이 지난 후 착화를 종료하는 단계;
    상기 폐기물 가스화실의 내부와 연통하는 상기 착화 유닛의 점화관의 단부를 댐핑하는 단계;
    열분해 개시 이후 열분해의 완료 여부를 판단하는 단계;
    열분해가 완료되면, 상기 댐핑을 해제하는 단계를 포함하고,
    상기 댐핑하는 단계에서,
    댐핑 실린더와 연결된 댐핑 플레이트를, 상기 점화관의 단부와 상기 착화버너 사이에 제공된 댐퍼 케이스의 내부로 삽입하여 상기 점화관의 단부를 기밀하는 열분해 가스화로의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 댐핑하는 단계는,
    상기 댐퍼 케이스의 일 면에 일부가 삽입된 가압부재에 의해 상기 댐퍼 플레이트가 일 방향으로 압착되는 단계를 더 포함하는 열분해 가스화로의 제어 방법.
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