KR100295291B1

KR100295291B1 - 폐합성수지소각장치와이를이용한대체연료형산업용보일러

Info

Publication number: KR100295291B1
Application number: KR1019970051648A
Authority: KR
Inventors: 이화원
Original assignee: 이은숙
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2001-12-28
Also published as: KR980003299A

Abstract

본 발명은 폐타이어 등의 폐고무류를 단열처리된 건류수단과 1차 및 2차 연소수단을 통과시키면서 고온집중으로 연소시키고, 여기서 발생된 고온의 열을 이용해서 난방수를 공급할 수 있도록 한 대체 연료(폐합성수지류)를 이용한 보일러 시스템에 관한 것이다.

종래의 폐가스 정화장치(소각기)는 연소시에 발생하는 열이 연소로의 외벽을 타고 쉽게 방출되기 때문에 로안의 온도가 낮아서 불완전 연소를 일으키게 되고, 이로 인한 2차 오염물질의 배출과, 보일러로의 병합운전이 불가능한 단점이 있다.

본 발명은 단열연와를 내벽체로 가지는 가스 발생로와, 상기 가스 발생로에서 발생된 가스를 연소시키며 단열연와를 내벽체로 가지는 1차 연소로와, 상기 1차 연소로에서 발생된 화염이 투입되어 열교환을 이루며 단열연와를 벽체로 가지는 2차 연소로를 구비하여, 고온 집중된 상태로 폐고무류를 연소시켜 고온의 열을 얻고, 이 열을 이용해서 보일러시스템으로 기능하는 고효율, 완전연소(2차 오염물질 배출의 극소화)를 확보하였다.

Description

폐합성수지 소각장치와 이를 이용한 대체 연료형 산업용 보일러

본 발명은 폐합성수지 예를 들면 폐타이어 등의 폐고무류를 소각시키는 시스템에 관한 것으로서, 폐고무류 등을 단열처리된 소각로와 1차 및 2차 연소로에서 고온집중방식으로 연소시킴으로써 고효율을 확보하고 다이옥신 등의 2차 오염물질 배출을 극소화시킬 수 있게 하며, 또한 열교환기를 이용해서 상기 발생된 고온의 열로 난방수를 공급할 수 있도록 한 보일러 시스템에 관한 것이다.

종래에 폐자재를 소각시키는 장치는 단순 소각로 구실만 하기 때문에 고열을 발생시키기 어려운 구조이다.

이 것은 폐자재를 소각시킬 때 발생하는 열이 소각로 외벽체를 방열체로 하여 대기중으로 방열되기 때문이며, 소각로 외벽체로 열이 방사되기 때문에 로체 내부를 고온으로 만들기 어렵고, 로체 외부의 발산 온도는 최고부위가 섭씨 300도 이상 발산하기 때문에 화상등의 위험성도 따랐다.

또한, 정화기의 배출온도는 섭씨 800도 이하이기 때문에 완전연소는 불가능하고, 불완전 연소로 인하여 다이옥신 등의 2차 오염물질이 배출되는 단점이 있다.

본 발명은 폐자재 특히 폐고무류를 연소시켜서 발생된 열을 단열 처리된 연소로 속에서 외부 방열이 차단된 상태로 고온화하여 처리함으로써 실질적인 완전연소를 확보하여 다이옥신 등의 2차 오염물질 발생을 예방함과 함께, 고온화된 열을 열교환기를 이용해서 보일러 시스템으로 활용할 수 있도록 한 폐합성수지 소각 시스템을 제공한다.

도1은 본 발명의 외관을 개략적으로 나타낸 사시도

도2는 본 발명의 주요 부분의 단면도

도1은 본 발명의 일실시예로서 쓰레기 소각열을 이용한 산업용 보일러의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이다.

가스발생로(101)는 원통형이고 단열연와로 내벽이 단열처리된 구조이며, 폐고무류를 소각시키는 장치로서 내부에 건류실을 가지고 있고, 폐고무류에 점화하여 폐고무류를 건류시켜서 가스를 발생시킨다.

1차 연소로(102)는 원통형으로서 연결관(103)을 이용해서 상기 가스 발생로(101)와 연결되며, 가스 발생로(101)에서 발생된 가스가 주입되어 열분해로 인한 완전연소 작용을 수행하고, 내벽이 단열연와로 단열처리된다.

2차 연소로(104)는 원통형으로서 열교환기를 함께 내장하며, 연결관(105)을 이용해서 상기 1차 연소로(102)와 연결되고 먼지 집진 제거를 위한 사이클론(106)이 최종 배출단에 설치되며, 1차 연소로(102)로부터 주입되는 고온의 가스를 2차 연소시키고, 열교환기를 통해서 난방수를 공급한다.

도2는 상기 도1의 보일러 시스템의 주요 부분을 단면처리하여 도시한 도면이다.

가스 발생로(101)는 건류실(201)을 가지며, 로 전체를 감싸는 철판(202)을 외벽으로 하고 단열연와(203)를 내벽으로 하며 도어(204)가 설치되고, 건류실의 하단부 일측으로 연소를 위한 순환가스가 주입되는 순환가스입구(205)를 가지는 한편, 건류실의 상단에는 내부압력이 임계치에 도달하였을 때 열리는 방폭구(206)를 구비한다.

가스 발생로(101)의 내부 건류실(201)에는 연소용 연료가 되는 폐고무류 등의 폐합성수지를 장전하고, 이 폐고무류를 점화하여 폐고무류를 건류시켜서 가스를 발생시킨다.

이때, 순환가스입구(205)를 통해서 순환가스가 주입되고, 건류실(201)의 내부압력이 소정의 임계치에 도달하면 방폭구(206)가 열려줌으로써 방폭 작용을 하도록 하였다.

건류실(201)내에서의 연소시에 발생되는 열은 단열연와(203)에 의해서 단열되기 때문에 로체 외부로 발산되는 열의 온도는 환경 기준치 섭씨 80도 보다도 매우 작은 섭씨 40도 미만의 발산온도를 유지한다.

그러므로, 가스 발생로(101) 내에서 소각되는 폐고무류는 고온의 열이 집중되는 상태로 소각되고, 여기서 발생되는 가스성분은 고온집중상태로 연결관(103)을 통해서 1차 연소로(102) 측으로 주입된다.

1차 연소로(102)는 외벽이 철판(207)이고 내벽은 단열연와(208)이며, 내부에는 상기 가스 발생로(101)로부터 주입되는 가스가 연소되는 연소실(209)을 가진다.

그리고, 도시 생략된 송풍수단에 의해서 연소용 공기를 불어넣기 위한 1차 노즐(210), 2차 노즐(211), 3차 노즐(212)이 구비되며, 가스발생로로부터 주입된 가스를 완전 연소시키기 위한 보조버너(213)가 장착되어 있다.

1차 연소로(102)의 연소실(209)안으로 가스 발생로(101)로부터 주입된 가스는 보조버너(213)에 의해서 연소실(209)내부를 고온으로 올려서 가스를 완전 연소시킴과 함께, 1차 노즐(210)과 2차 노즐(211) 및 3차 노즐(212)을 통해서 주입되는 공기에 의해서 연소시킨다.

이때 단열연와(208)에 의해서 1차 연소로가 단열되기 때문에 1차 연소로(102)의 내부 연소실(209)은 고온집중상태로 유지되고, 그러므로 여기서 연소되는 가스는 초고온에 의해서 완전연소된다.

1차 연소로(102)를 통과한 고온의 열과 가스(폐열)는 연결관(105)을 통해서 다시 2차 연소로(104)에 공급된다.

2차 연소로(104)는 철판재의 벽체로 원통형이며, 1차 연소로(102)에 연결되는 부분에 2차 연소실(214)이 구비된다.

2차 연소실(214)은 벽체가 단열연와(215)로 구성되며, 2차 연소실(214)에서 연소된 폐열을 이용한 열교환기(216)가 2차 연소실내에 구비되는데, 이 열교환기(216)는 약 30개의 관으로 이루어지고, 관의 일단으로는 난방수 주입구(217)가 구비되고 그 타단으로는 난방수 배출구(218)가 구비된다.

또한, 2차 연소로(104)에는 2차 연소실(214)에서 연소된 가스의 배출구(219)가 구비되어 사이크론(106)으로 연결된다.

1차 연소로(102)로부터 2차 연소로(104)의 2차 연소실(214)로 주입된 가스는 화염상태로 투입되며, 단열연와(215)에 의해서 고온집중된 상태로 연소처리되어 섭씨 1300도 이상의 고온으로 완전연소가 이루어지고, 여기서 연소시에 발생된 고온의 열은 2차 연소로(104)내부를 회전하면서, 난방수 주입구(217)로부터 열교환기(216)를 통과하는 난방수를 데워서 난방수 배출구(218)로 배출하게 함으로써 보일러 시스템으로 기능하게 된다.

2차 연소로(104)내부를 회전하여 최종적으로 가스 배출구(219)로 배출되는 가스는 사이크론(106)을 통해서 먼지 집진제거된 다음 대기중으로 배출된다.

사이크론(106)은 철판재의 벽체를 가지며, 내부에 연도(220)를 가지는 굴뚝형태로서, 사이크론(106)을 통과한 최종 화염온도는 섭씨 200도 이하임을 확인하였다.

본 발명은 폐타이어를 포함하는 폐고무류를 대체 연료로 사용하여 단열처리된 다단계 소각/연소수단을 통과시킴으로써, 고온집중화를 통한 고온의 화염 발생을 가능하게 하였고, 이러한 고온의 화염발생으로 인하여 그 내부의 폐가스의 열분해를 촉진하여 다이옥신 등의 2차 오염물질 배출을 극소화키는 것은 물론, 고온의 열을 이용해서 고효율의 에너지 대체형 보일러 시스템을 제공할 수 있게 하였다.

Claims

벽면이 단열처리된 다단계의 연소실을 구비하고, 초기 연소실에 장전된 폐합성수지 등의 쓰레기를 소각하여 종단 연소실까지 연소가 이루어지도록 한 소각 시스템에 있어서,

폐타이어, 폐고무류 등의 폐합성수지가 장전되고, 여기에 점화되어 건류된 가스를 발생시키는 가스발생로이며 이 가스발생로의 벽체는 단열연와로 단열처리되어 그 내부의 연소가스가 고온집중 상태에서 생성되도록 한 가스발생수단과;

상기 가스발생로와 연결되는 1차 연소로이며 상기 가스발생로로부터 주입된 가스가 연소용 공기 주입 및 점화에 의해서 연소되고 그 벽체는 단열연와로 단열처리되어 그 내부의 연소가스가 고온집중 상태에서 연소되도록 한 1차 연소수단과;

상기 1차 연소로와 연결되는 2차 연소로이며 그 벽체는 단열연와로 단열처리되어 상기 1차 연소로로부터 주입된 화염이 고온집중상태에서 연소되어 배출되도록 하는 2차 연소수단;

을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 폐합성수지 소각장치.
제 1 항에서와 같은 구성을 갖는 폐합성수지 소각장치를 포함하여 구성되며, 상기 폐합성수지 소각장치의 2차 연소수단의 연소실에서 연소된 폐열을 이용한 열교환기가 구비되고, 상기 열교환기는 2차 연소실을 내장하며, 상기 열교환기는 난방수가 순환하는 관으로 이루어지고, 상기 열교환기의 난방수 순환을 위한 관의 일단으로 난방수 주입구와 그 타단으로 난방수 배출구가 구비되어, 상기 2차 연소실의 화염및 열을 에너지원으로 하는 열교환에 의한 난방수 공급이 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 소각장치를 이용한 대체연료형 산업용 보일러.