KR200280837Y1 - 고온 수증기 분해 연소기를 이용한 액상 쓰레기 소각로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 버너의 전방에 고온 수증기 발생관을 설치한 연소장치를 제1 연소실과 제2 연소실에 위치시켜 보조연료를 공급하지 않은 상태에서도 폐유, 폐비닐, 폐PVC와 같은 난연성 물질을 용이하게 연소시킬 수 있도록 한 고온 수증기 분해 연소기를 이용한 액상 쓰레기 소각로에 관한 것이다.

일반적으로 폐유, 폐비닐, 폐PVC 등과 같은 액상 쓰레기를 공기 중에서 연소시킬 경우에는 연소의 효율을 높이기 위하여 경유나 중유와 같은 보조연료를 공급하여야 하므로 소각로의 유지비가 많이 소요되었고, 이 경우에도 난연성 쓰레기를 소각시킬 때에는 완전히 연소시키는 것이 불가능하게 되는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 전방에 쓰레기 투입구가 형성된 본체의 제1 연소실에는 버너의 전방에 나선형의 수증기 발생관을 형성한 연소장치에 의해 외부로부터 공급되는 물을 수증기화하여 공급하도록 하고,

상기 연소장치의 버너는 공급되는 연료를 연소시킨 화염을 연소실로 배출하여 상기의 수증기를 기화시킨 산소와 수소에 의해 연소효율이 향상되도록 하고,

상기의 제1 연소실에서 연소되는 연료 및 연소가스는 버너의 전방에 수증기 발생관이 형성된 연소장치의 연소열에 의해 액상 쓰레기의 완전한 연소가 이루어지도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

고온 수증기 분해 연소기를 이용한 액상 쓰레기 소각로{liquid type incinerator}

본 고안은 고온 수증기 분해 연소기를 이용한 액상 쓰레기 소각로에 관한 것으로, 특히 버너의 전방에 고온 수증기 발생관을 설치한 연소장치를 제1 연소실과 제2 연소실에 위치시켜 보조연료를 공급하지 않은 상태에서도 폐유, 폐비닐, 폐PVC와 같은 난연성 물질을 용이하게 연소시킬 수 있도록 한 고온 수증기 분해 연소기를 이용한 액상 쓰레기 소각로에 관한 것이다.

통상적으로 산업발전에 따라 플라스틱, 비닐, 합성수지류, 오일 등의 폐기물 및 생활주변의 음식쓰레기를 포함한 쓰레기의 배출량은 대폭적으로 증대되고 있으나, 이들 폐기물을 소정의 소각장치를 이용하여 건조 및 연소시켜 소각하는 데에는 한계에 직면하게 되어 폐기물의 대부분은 매립(埋立)하는 방식을 채택하고 있으나, 이러한 폐기물로부터 발생되는 침출수 등으로 인해 토질 및 지하수가 심각하게 오염되는 문제점을 갖게 된다.

근래에 들어와서 생활 쓰레기와 산업 폐기물이 급증하여 심각한 환경오염 문제가 되고 있는 바, 이러한 쓰레기의 증가는 산업의 발달과 비례하여 누적되어가고 있으며, 더불어 환경을 오염시키는 주 요인으로 작용하고 있는 것이다. 따라서, 상기한 바와 같은 재활용이 불가능한 쓰레기들을 소각하여 처리하게 되는데, 소각하는 과정에서 발생하는 미연소 탄화수소 성분 또는 다이옥신, 질소산화물 연소 생성물 등의

유해가스는 대기를 오염시키는 요인으로 작용하기 때문에, 폐기물을 소각하여 재(회분)로 처리하는 소각로는 대기오염을 예방하기 위하여 유해가스 및 분진의 대기방출 제한이 절대적으로 요구된다.

그러므로 2001년 9월 19일자 실용신안등록출원 제 20-2001-0028681호(폐기물 소각장치)가 제안되었는 바,

이는, 폐기물 공급구 및 잔여물을 배출하는 배출구와, 댐퍼를 가지는 굴뚝이 구비된 통상의 소각로에 있어서,

구동모터와 연결된 스크류가 믹서에 내장되고 발열체가 설치되어 폐기물을 가열하면서 상기 소각로로 혼합 및 공급하는 폐기물 공급장치와,

송풍기와 소각로 내부를 연결하는 관로에 송풍량 조절밸브와 송풍량측정구가 설치된 송풍장치로 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 소각장치에 의하여서는 폐기물을 공기 중에서 연소시킬 경우에는 연소를 위한 과다한 공기가 공급되기 때문에 연소 후에 유독한 질소 산화물이 대량으로 발생되는 문제점이 있음은 물론, 폐기물을 보다 효율적으로 연소시키기 위하여 연료를 필요 이상으로 많이 연소시켜야 하므로 연료비가 증가되는 단점이 있었다.

그러므로 연소시 고온의 수증기를 공급하게 되면 연소시에 발생되는 유독한 질소 산화물의 양을 대폭적으로 감소시킬 수 있음은 물론, 연료를 적게 소모하면서도 완전한 연소가 가능하게 된다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 버너의 전방에 고온 수증기 발생관을 설치한 연소장치를 제1 연소실과 제2 연소실에 위치시켜 보조연료를 공급하지 않은 상태에서도 폐유, 폐비닐, 폐PVC와 같은 난연성 물질을 용이하게 연소시킬 수 있도록 한 고온 수증기 분해 연소기를 이용한 액상 쓰레기 소각로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 고안에 따르면 상술한 모든 조건을 충족시킬 수 있다.

따라서, 그을음과 분진, 일산화탄소, 불완전 연소된 탄화수소 및 질소산화물의 발생량을 크게 감소시킬 수 있다.

연소의 초기단계에는 고온의 수증기를 공급하기가 곤란하므로 적은 양의 폐기물을 소각시키면서 연소하도록 하고, 상기의 연소에 의해 얻어진 열을 이용해서 물이 공급되는 수증기 발생관을 가열해서 그 수증기 발생관 내에서 발생된 수증기의 온도를 850℃ 이상으로 상승시킨다.

고온 수증기가 발생되면 버너에 고온 수증기를 공급하여 수증기가 기화되면서 발생하는 산소와 수소 가스에 의해 쓰레기를 더욱 고온으로 연소시키도록 함으로써 폐유, 폐비닐, 폐PVC와 같은 난연성 물질인 액상 쓰레기를 효과적으로 연소시킬 수 있다.

또, 그 물질이 연소시 유독성분을 방출하는 고분자 화합물일지라도 그 물질은 분해되어, 연료유가 분해되고 수소 화합물이 생성되며, 무취, 무연 상태로 연소시킬 수 있다.

도 1은 본 고안 소각장치의 전체적인 구성을 도시한 단면도.

도 2는 본 고안의 버너와 수증기 발생관에 의한 연소장치를 도시한 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 소각로 2 : 탱크

3 : 계단식 이동판 4, 7 : 연소장치

5, 8 : 격벽 6, 9 : 이동통로

12, 22 : 급수관 13, 23 : 수증기 발생관

14, 24 : 지지봉 15, 25 : 단락관

16, 26 : 절곡부 17, 27 : 수증기 공급관

A, B : 연소실 C : 연기 배출실

이하 본 고안의 일 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 소각장치의 전체적인 구성을 도시한 것이고, 도 2는 본 고안의 버너와 수증기 발생관에 의한 연소장치를 도시한 것이다.

상단에 폐유, 폐비닐, 폐PVC와 같은 액상 쓰레기를 공급하기 위한 탱크(2)를 갖는 소각로(1)의 내부에는 액상 쓰레기가 분리되면서 이동하도록 하는 중에 연소되도록 하는 공급공(3a)을 갖는 계단식 이동판(3)을 설치하고,

제1 연소실(A)에는 버너(11)의 전방에 외부와 연결된 급수관(12)을 통하여 물을 공급받는 수증기 발생관(13)에 의한 제1 연소장치(4)를 설치하고,

상기 제1 연소실(A)과 격벽(5)으로 구획되면서 제1 이동통로(6)를 통하여 연결되는 제2 연소실(B)에도 버너(21)의 전방에 외부와 연결된 급수관(22)을 통하여 물을 공급받는 수증기 발생관(23)에 의한 제2 연소장치(7)를 설치하고,

상기의 제2 연소실(B)과 격벽(8)으로 분리면서 제2 이동통로(9)를 통하여 연결되는 연기 배출실(C)에는 연도(10)를 설치하여 연소시 발생하는 배기가스를 외부로 배출시키도록 한다.

상기의 제1 및 제2 연소장치(3)(6)는 외부로부터의 급수관(12)(22)을 통하여 물을 공급받도록 하고,

나선형으로 형성되는 상기의 수증기 발생관(13)(23)의 인접하는 턴 사이에는 수증기 발생관(13)(23)이 열을 받아서 변형되는 것을 방지하기 위해서 지지봉(14)(24)이 설치되어 있으며, 수증기 발생관(13)(23)의 턴중 하나에서 분기하여 다른 턴에 연결되는 단락관(15)(25)을 설치하여 수증기 발생관(13)(23)에 발생된 수증기의 일부를 바이패스시켜 수증기 발생관(13)(23)으로 재 순환시켜서 수증기 발생관(13)(23)내의 증기압이 균일하게 되도록 한다.

상기 수증기 발생관(13)(23)의 하단은 버너(11)(21)의 연소방향으로 휘어지게 형성한 절곡부(16)(26)를 경유하여 수증기 공급관(17)(27)으로 고온 수증기가 토출되도록 한다.

연소 초기단계에 있어서는 수증기 발생관(13)(23)내에 발생된 수증기의 온도가 아직 높지 않으나, 시간이 경과함에 따라서 수증기의 온도는 점차 상승되어 결국 850℃ 이상에 달하게 된다.

상기의 급수관(12)(22)에는 수동밸브와 자동전자밸브(미도시)를 가진 자동 제어장치를 설치하여 물이 수증기 발생관(13)(23)으로 흐르는 양을 유동적으로 조절하면서 공급하도록 한다.

상기의 버너(11)(21)는 제1 연소실(A)의 전면벽과 제2 연소실(B)의 측벽의 개구부를 통해 제1 연소실(A)(B)내로 일부가 원추형 위벽(18)(28)으로 관통되도록 설치한다.

상기의 버너(11)(21)에는 급유관(19)(29)을 통하여 일반적인 중유 예열기, 펌프, 유압계 및 자동밸브를 구비한 자동 조절장치에 의하여 원활하고 안전한 연료의 공급이 가능하도록 한다.

상기의 수증기 발생관(13)(23)을 통과하는 수증기는 버너(11)(21)의 화염에 의해서 더욱 고온으로 가열되며, 수증기의 온도가 상승하여 850℃ 이상의 고온에 달하게 되면, 절곡부(16)(26)를 경유하여 수증기 공급관(17)(27)을 통해 제1 연소실(A) 및 제2 연소실(B)에 고온의 수증기가 공급되도록 함으로써 상단의 탱크(2)에 넣어진 상태에서 계단식 이동판(3)을 따라 이동하는 중에 공급공(4)을 통하여 아래쪽으로 공급되는 폐유, 폐비닐, 폐PVC와 같은 액상 쓰레기를 완전하게 연소시키는 최상의 연소가 가능하도록 한다.

본 고안은 이상과 같은 실시예로서만 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 사상 및 범위 내에서 다양한 변형이 가능한 것이다.

따라서 본 고안의 전방에 쓰레기 투입구가 형성된 본체의 제1 연소실에는 버너의 전방에 나선형의 수증기 발생관을 형성한 연소장치에 의해 외부로부터 공급되는 물을 수증기화하여 공급하도록 하고,

상기 연소장치의 버너는 공급되는 연료를 연소시킨 화염을 연소실로 배출하여 상기의 수증기를 기화시킨 산소와 수소에 의해 연소효율이 향상되도록 하고,

상기의 제1 연소실에서 연소되는 연료 및 연소가스는 버너의 전방에 수증기 발생관이 형성된 연소장치의 연소열에 의해 액상 쓰레기의 완전한 연소가 이루어짐은 물론 연소시 오염된 가스의 배출이 방지되도록 한 것이다.

Claims (2)

1. 상단에 폐유, 폐비닐, 폐PVC와 같은 액상 쓰레기를 공급하기 위한 탱크(2)를 갖는 소각로(1)의 내부에는 액상 쓰레기가 분리되면서 이동하도록 하는 중에 연소되도록 하는 공급공(3a)을 갖는 계단식 이동판(3)을 설치하고,

   상기 소각로(1)의 제1 연소실(A)에는 버너(11)의 전방에 외부와 연결된 급수관(12)을 통하여 물을 공급받는 수증기 발생관(13)에 의한 제1 연소장치(4)를 설치하고,

   상기 제1 연소실(A)과 격벽(5)으로 구획되면서 제1 이동통로(6)를 통하여 연결되는 제2 연소실(B)에도 버너(21)의 전방에 외부와 연결된 급수관(22)을 통하여 물을 공급받는 수증기 발생관(23)에 의한 제2 연소장치(7)를 설치하고,

   상기의 제2 연소실(B)과 격벽(8)으로 분리면서 제2 이동통로(9)를 통하여 연결되는 연기 배출실(C)에는 연도(10)를 설치하여 연소시 발생하는 배기가스를 외부로 배출시키도록 구성하여서 됨을 특징으로 하는 고온 수증기 분해 연소기를 이용한 액상 쓰레기 소각로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기의 제1 및 제2 연소장치(3)(6)는 외부로부터의 급수관(12)(22)을 통하여 물을 공급받도록 하고,

   나선형으로 형성되는 상기의 수증기 발생관(13)(23)의 인접하는 턴 사이에는 지지봉(14)(24)이 설치하고,

   상기 수증기 발생관(13)(23)의 턴중 하나에서 분기하여 다른 턴에 단락관(15)(25)을 통하여 연결되도록 하고,

   상기 수증기 발생관(13)(23)의 하단은 버너(11)(21)의 연소방향으로 휘어지게 형성한 절곡부(16)(26)를 경유하여 수증기 공급관(17)(27)으로 고온 수증기가 토출되도록 구성하여서 됨을 특징으로 하는 고온 수증기 분해 연소기를 이용한 액상 쓰레기 소각로.