KR100337378B1 - Useless Tire Incinerator for Small Boiler and its Ash Process Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소규모 난방용 폐타이어 소각로의 재 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 재(ash) 처리시에 일산화탄소의 발생량과 재 처리 시간을 크게 줄일 수 있는 소규모 난방용 폐타이어 소각로의 재 처리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for reprocessing waste tire incinerators for small scale heating, and more particularly, to an apparatus and method for waste tire incinerators for small scale heating, which can greatly reduce the amount of carbon monoxide generated and ash treatment time during ash treatment. It is about.
본 발명은 소규모 난방용 폐타이어의 재 처리방법에 있어서, 일산화탄소가 집중적으로 배출되는 재 처리 기간중에 가연성 물질을 투입하여 일산화탄소를 완전연소시키는 것을 특징으로 하는 소규모 난방용 폐타이어의 재 처리방법을 제공한다.The present invention provides a reprocessing method for small-sized heating waste tires, in which a combustible material is completely combusted by injecting a combustible material during a reprocessing period in which carbon monoxide is intensively discharged.
또한 이를 실행하는 소각로는 내부에 폐타이어가 장입되는 연소실과, 연소실의 상하부에 배치된 가연성 물질 투입구와, 내주면에 배치된 공기 가열 유도관과, 열교환기와 연결되는 배출통로에 배치된 버너와, 상기 버너에 의해 가열된 공기를 연소실로 귀환시키는 귀환수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, an incinerator for carrying out the same, a combustion chamber into which waste tires are charged, a combustible material inlet disposed above and below the combustion chamber, an air heating induction pipe disposed on an inner circumferential surface, a burner disposed in a discharge passage connected to the heat exchanger, and It is characterized by comprising a feedback means for returning the air heated by the burner to the combustion chamber.
Description
본 발명은 소규모 난방용 폐타이어 소각로의 재 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 재(ash) 처리시에 일산화탄소의 발생량과 재 처리 시간을 크게 줄일 수 있는 소규모 난방용 폐타이어 소각로의 재 처리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for reprocessing waste tire incinerators for small scale heating, and more particularly, to an apparatus and method for waste tire incinerators for small scale heating, which can greatly reduce the amount of carbon monoxide generated and ash treatment time during ash treatment. It is about.
일반적으로 폐타이어를 열 원료로 활용하기 위한 장치는 1차 연료가스의 추출을 위한 소각로와, 연료가스를 이용하여 물을 가열시키는 보일러, 그리고 환경오염원을 방지하기 위한 배기가스의 정화장치로 구성되어 있다. 폐타이어의 소각시 배출되는 주요 환경오염원은 아황산가스와 탄소분진으로 본 발명자가 제안한 특허출원 제98-28432호에서 밝힌 습식방식으로 효과적인 제거를 이룰 수 있다. 하지만 연료가스의 추출이 끝난 재 처리 기간 중에는 배기가스 내에 일산화탄소가 다량 검출되었으며 재 처리시간은 장입된 폐타이어의 양에 따라 차이가 있으나 대개 3시간에서 5시간정도 걸린다. 그런데 일산화탄소는 습식정화탑 내에서 제거되지 않으며 농도도 높고 배출되는 시간도 길어 메스꺼움과 구토를 비롯하여 인체에 치명적일 수 도 있다.Generally, a device for utilizing waste tires as a heat source is composed of an incinerator for extracting primary fuel gas, a boiler for heating water using fuel gas, and an exhaust gas purification device for preventing environmental pollution sources. have. The main environmental pollutants emitted during incineration of waste tires are sulfur dioxide and carbon dust, which can be effectively removed by the wet method disclosed in Patent Application No. 98-28432 proposed by the present inventor. However, during the reprocessing period of fuel gas extraction, a large amount of carbon monoxide was detected in the exhaust gas, and the reprocessing time varies depending on the amount of spent tires, but it usually takes about 3 to 5 hours. However, carbon monoxide is not removed from the wet scrubber tower, and the concentration is high and the discharge time is long, which may be fatal to the human body including nausea and vomiting.
이러한 일산화탄소는 무연탄의 연소말기 때와 같이 불완전 연소 시 흔히 나타나는 것으로 완전 연소 시 발생되는 이산화탄소와는 달리 인체에 치명적인 무색무취의 독가스이다. 폐타이어를 연소시키면 폐타이어 내의 고무 성분에 의해 연료가스가 추출되며 다량의 아황산가스가 배출되지만 고무 성분이 모두 건류되어 연료가스가 더 이상 추출되지 않는 연소말기에는 소위 폐타이어의 재만 남아 배기가스 내에는 아황산가스의 함량이 급격히 줄고 반면 일산화탄소의 함량이 기하급수적으로 증가함이 밝혀졌다(도 1 참조). 그런데 일산화탄소는 아황산가스와는 달리 물에 녹지 않으므로 습식 정화 방식으로는 제거가 불가능하다.Such carbon monoxide is a colorless odorless poisonous gas that is fatal to the human body, unlike carbon dioxide generated during complete combustion. When the waste tire is burned, fuel gas is extracted by the rubber component in the waste tire, and a large amount of sulfurous acid gas is discharged. However, at the end of the combustion in which the rubber component is all dried and no fuel gas is extracted, only the ash of the waste tire remains in the exhaust gas. Was found to sharply decrease the content of sulfur dioxide while exponentially increasing the content of carbon monoxide (see Figure 1). However, unlike sulfur dioxide, carbon monoxide does not dissolve in water, so it cannot be removed by a wet purification method.
폐타이어의 소각말기를 재 처리 기간이라 하며 이때는 더 이상의 연료가스 추출이 불가능하기 때문에 보일러에 화력을 공급할 수 없다. 단지 배기가스 내에 공해물질인 일산화탄소만을 배출하게 되므로 재 처리 기간은 짧으면 짧을수록 좋다. 그러나 폐타이어의 열이용장치는 대개 한번에 500Kg 정도의 무게를 장입하여 총 15시간 정도의 난방을 하도록 되어 있으며 이중 마지막 3시간에서 5시간 정도의 재 처리기간이 포함된다. 재 처리 시간을 줄이기 위해 소각로 내로의 공기 유입량을 늘리면 불완전연소가 더욱 심해져 배개가스내의 일산화탄소의 함량이 급격히 증가하므로 일반적으로 재 처리 기간 중에는 공기유입량을 줄이는 것이 상례이다.The end of the incineration of waste tires is called a reprocessing period. At this time, it is impossible to supply fuel to the boiler because no further fuel gas extraction is possible. Since only carbon monoxide, which is a pollutant, is emitted in the exhaust gas, the shorter the reprocessing period, the better. However, the waste tire heat-use device is usually charged with a weight of about 500 kg at a time, for a total of 15 hours of heating, including the last 3 to 5 hours of reprocessing period. Increasing the flow of air into the incinerator to reduce the reprocessing time increases the incomplete combustion and increases the carbon monoxide content in the exhaust gas rapidly. Therefore, it is common to reduce the air inflow during the reprocessing period.
본 발명의 목적은 재 처리시에 일산화탄소의 발생량과 재 처리 시간을 크게 줄일 수 있는 소규모 난방용 폐타이어 소각로의 재 처리장치 및 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for reprocessing waste tire incinerators for small scale heating, which can greatly reduce the amount of carbon monoxide generated and the reprocessing time.
도1은 종래 및 본 발명의 폐타이어 소각로에 대한 일산화탄소 발생량을 시간에 따라 나타낸 그래프,1 is a graph showing the carbon monoxide generation amount for the waste tire incinerator of the prior art and the present invention over time;
도2는 본 발명에 따른 소규모 난방용 폐타이어 소각로에 대한 개략단면도이다.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the waste tire incinerator for small scale heating according to the present invention.
( 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 )(Symbol description of main part of drawing)
1 : 폐타이어 10 : 소각로1: waste tire 10: incinerator
20 : 팬 30 : 제2경유투입구20: fan 30: second via opening
35 : 제1경유투입구 40 : 버너35: first inlet 40: burner
50 : 팬 60 : 공기가열유도관50: fan 60: air heating induction pipe
70 : 열교환기 80 : 팬70: heat exchanger 80: fan
45 : 배출통로 100 : 연소실45: discharge passage 100: combustion chamber
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소규모 난방용 폐타이어 소각로의 재 처리방법에 있어서, 일산화탄소가 집중적으로 배출되는 소각된 폐타이어의 재 처리기간 중에 내부에 폐타이어가 장입되는 연소실의 상부에 배치되어 상기 연소실 내부로 가연성 물질을 투입하기 위한 제1투입구와, 상기 연소실의 하부에 배치되어 상기 연소실 내부로 가연성 물질을 투입하기 위한 제2투입구 중 적어도 어느 하나의 투입구를 통하여 가연성 물질을 투입하여 일산화탄소를 완전연소시켜 배출하는 것을 특징으로 하는 소규모 난방용 폐타이어 소각로의 재 처리방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for reprocessing small-sized waste tire incinerator, which is disposed on the upper part of the combustion chamber in which waste tire is charged during reprocessing of the incinerated waste tire in which carbon monoxide is concentrated. Injecting a combustible material through at least one of the first inlet for injecting the combustible material into the combustion chamber, and the second inlet for injecting the combustible material into the combustion chamber inside the combustion chamber to input carbon monoxide. It provides a method for reprocessing waste tire incinerator for small scale heating, characterized in that the complete combustion to discharge.
또한 본 발명에 따르면, 내부에 폐타이어가 장입되는 연소실의 상부에 배치되어 상기 연소실 내부로 가연성 물질을 투입하기 위한 제1투입구와, 상기 연소실의 내주면에 배치된 공기 가열 유도관과, 후단의 열교환기와 연결되는 배출통로에 배치된 버너와, 상기 버너에 의해 가열된 공기를 연소실로 귀환시키는 귀환수단과, 상기 연소실의 하부에 배치되어 상기 연소실 내부로 가연성 물질을 투입하기 위한 제2투입구로 구성되는 것을 특징으로 하는 소규모 난방용 폐타이어 소각로의 재 처리장치가 제공된다.In addition, according to the present invention, the first inlet for injecting a combustible material into the combustion chamber is disposed on top of the combustion chamber, the waste tire is charged therein, the air heating induction pipe disposed on the inner peripheral surface of the combustion chamber, the heat exchange of the rear end A burner disposed in the discharge passage connected to the gas, a return means for returning the air heated by the burner to the combustion chamber, and a second inlet disposed in the lower portion of the combustion chamber to introduce a combustible material into the combustion chamber. Provided is a reprocessing apparatus for small-sized waste tire incinerator for heating.
또한 상기 소각로에 있어서, 상기 가연성 물질은 일산화탄소가 집중적으로 배출되는 재 처리기간중에 투입하여 가연성 증기를 일산화탄소와 함께 연소함으로써 일산화탄소를 이산화탄소화 한다.In addition, in the incinerator, the combustible material is added during the reprocessing period in which carbon monoxide is intensively discharged, thereby combusting the carbon monoxide with carbon monoxide to burn carbon monoxide.
상기 귀환수단은 배출통로의 버너에 의해 가열된 공기를 연소실로 안내하는 귀환관과, 귀환관에 설치되어 가열된 공기를 연소실로 강제로 피드백시키는 귀환용팬으로 구성된다.The return means comprises a return tube for guiding the air heated by the burner of the discharge passage to the combustion chamber, and a return fan forcibly feeding back the heated air installed in the return tube to the combustion chamber.
(실시예)(Example)
첨부된 도1은 종래 및 본 발명의 폐타이어 소각로에 대한 일산화탄소 발생량을 시간에 따라 나타낸 그래프, 도2는 본 발명에 따른 소규모 난방용 폐타이어 소각로에 대한 개략단면도이다.Attached Figure 1 is a graph showing the carbon monoxide generation amount for the waste tire incinerator according to the prior art and the present invention, Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the waste tire incinerator for small scale heating according to the present invention.
본 발명의 소각로(10)는 내부에 폐타이어(1)가 장입되는 연소실(100)을 형성하는 하우징(15)과, 연소실(100)의 상부에 배치되어 가연성 물질, 예를들어 경유를 투입하기 위한 제1경유 투입구(35)와, 하우징(15)의 내주면에 배치되어 연소실 내부공기의 가열을 유도하는 공기 가열 유도관(60)과, 열교환기(70)와 연결되는 배출통로(45)에 배치된 버너(40)와, 상기 버너(40)에 의해 가열된 공기를 연소실(100)로 귀환시키는 귀환수단(50,55)으로 구성된다.The incinerator 10 of the present invention has a housing 15 forming a combustion chamber 100 into which the waste tire 1 is charged, and a combustible material, for example, diesel fuel, disposed above the combustion chamber 100. A first diesel fuel inlet 35 for the air, an air heating induction pipe 60 disposed at the inner circumferential surface of the housing 15 to induce heating of the combustion chamber internal air, and a discharge passage 45 connected to the heat exchanger 70. The burner 40 arranged and the return means 50 and 55 which return the air heated by the burner 40 to the combustion chamber 100 are comprised.
상기 귀환수단(50)은 배출통로(45)의 버너(40)에 의해 가열된 공기를 연소실 (100)로 안내하는 귀환관(55)과, 귀환관(55)에 설치되어 가열된 공기를 연소실 (100)로 강제로 피드백시키는 귀환용 팬(50)으로 구성된다.The return means 50 includes a return pipe 55 for guiding the air heated by the burner 40 of the discharge passage 45 to the combustion chamber 100, and a heated air installed in the return pipe 55 for the combustion chamber. It consists of the return fan 50 which forcibly feeds back to 100. As shown in FIG.
또한 소각로(10)는 연소실(100)의 하부에 배치된 제2경유 투입구(30)와 투입된 경유를 찬공기와 함께 연소실 (100) 내부로 투입하기 위한 팬(20)을 더 포함하고 있다.In addition, the incinerator 10 further includes a second diesel fuel inlet 30 disposed below the combustion chamber 100 and a fan 20 for introducing the injected diesel oil into the combustion chamber 100 together with cold air.
이하에 소각로의 재 처리장치의 작용에 대하여 설명한다.The operation of the reprocessing apparatus of the incinerator will be described below.
소각로(10)에서는 장입된 폐타이어(1)의 고무성분이 모두 연소되어 소각로 (10)로부터 보일러의 열교환기(70)로 공급되는 연료가스가 중단되는 시점에 경유를 투입하면 소각로(10)의 하우징(15)과 배출통로(45)가 이미 고온으로 달구어져있기 때문에 기화되며 기화된 경유증기는 재의 불완전 연소 시 발생되는 일산화탄소의 기체와 함께 섞여 열교환기(70)로 이송된다.In the incinerator 10, when all the rubber components of the charged waste tire 1 are burned and the diesel fuel is input at the time when the fuel gas supplied from the incinerator 10 to the heat exchanger 70 of the boiler is stopped, the incinerator 10 Since the housing 15 and the discharge passage 45 are already heated to a high temperature, the vaporized and vaporized diesel gas is mixed with the gas of carbon monoxide generated during incomplete combustion of the ash and transferred to the heat exchanger 70.
이때 열교환기(70), 즉 보일러 입구에 있는 버너(40)로 점화하면 경유증기가 연소되며 일산화탄소는 이산화탄소로 산화되어 배기가스 내에는 일산화탄소가 없게된다. 이와같이 재 처리시 경유의 투입은 찬 공기의 투입량을 증가시킬 수 있게 하여 재 처리시간을 크게 단축시킬 수 있다.At this time, when ignited by the heat exchanger 70, that is, the burner 40 at the inlet of the boiler, diesel gas is burned and carbon monoxide is oxidized to carbon dioxide so that there is no carbon monoxide in the exhaust gas. As such, the input of diesel oil during reprocessing can increase the input amount of cold air, thereby greatly reducing the reprocessing time.
실험에 따르면 500Kg의 폐타이어 장입시 5시간 정도 걸리는 재 처리 시간을경유의 투입으로 1시간 이내로 할 수 있었다. 공기의 유입량이 클수록 경유증기가 희석되어 보일러 앞에 위치한 버너(40)에 의한 연소상태가 나빠져 배기가스 내에 일산화탄소의 함량이 증가되며 또 공기의 유입량이 적어지면 재 처리 기간이 길어지게되므로 재 처리 시 소요되는 경유의 양이 증가된다. 따라서 공기유입량과 경유투입량은 장치의 규모에 따라 최적화 되어야 한다.According to the experiment, the reprocessing time, which takes about 5 hours when charging 500 kg of waste tires, can be made within 1 hour by injection of diesel fuel. The larger the inflow of air, the lighter steam is diluted and the combustion state by the burner 40 located in front of the boiler is worsened, so that the content of carbon monoxide is increased in the exhaust gas. The amount of diesel oil that is added is increased. Therefore, the air inflow and diesel flow should be optimized according to the size of the device.
경유투입의 방식은 도 2와 같이 찬공기와 함께 소각로(10)의 제2경유 투입구 (30)를 통하여 밑에서 투입할 수도 있고 찬공기와 상관없이 제1경유 투입구(35)를 통하여 재 위로부터 투입할 수도 있다. 본 실험결과에 따르면 제1경유 투입구(35)를 통하여 위로 투입하는 경우는 제2경유 투입구(30)를 통하여 밑에서 팬(20)에 의해 찬공기와 함께 투입하는 경우에 비해 재 처리에 필요한 경유의 양을 절약할 수 있는 반면 일산화탄소의 제거에 효과적이지 못한 것으로 나타났다.The way of diesel injection may be introduced from the bottom through the second diesel inlet 30 of the incinerator 10 together with the cold air as shown in FIG. 2, or from the ash through the first diesel inlet 35 regardless of the cold air. You may. According to the results of the experiment, the case of feeding upward through the first diesel fuel inlet 35 is compared to the case of the diesel fuel required for reprocessing compared to the case of feeding with cold air by the fan 20 from the bottom through the second diesel fuel inlet 30. While saving amounts, it has been shown to be ineffective for removing carbon monoxide.
또한, 찬공기 대신에 버너(40)에 의해 가열된 더운 공기를 귀환용 팬(50)을 작동시켜 귀환관(55)을 통해 연소실(100)로 귀환시키는 경우 보일러(70)의 열효율도 높아지고 재 처리의 시간과 재 처리에 소요되는 경유의 양을 보다 효과적으로 줄일 수 있는 것으로 나타났다.In addition, when the hot air heated by the burner 40 instead of the cold air is returned to the combustion chamber 100 through the return pipe 55 by operating the return fan 50, the thermal efficiency of the boiler 70 also increases, and It was found that the time required for treatment and the amount of light oil used for reprocessing could be reduced more effectively.
더욱이, 버너(40)에 의해 가열된 더운공기를 귀환관(55)을 통해 연소실(100)로 귀환함과 동시에 경유를 제2경유 투입구(30)를 통하여 팬(20)에 의해 찬공기와 함께 투입하는 경우가 가장 일산화탄소의 배출을 억제할 수 있는 것으로 나타났다.In addition, the hot air heated by the burner 40 is returned to the combustion chamber 100 through the return pipe 55, and at the same time, the diesel gas is supplied together with the cold air by the fan 20 through the second diesel fuel inlet 30. It was found that the most effective way to reduce carbon monoxide emissions.
상기한 각각의 경우에 일산화탄소의 발생량에 대한 시간의 변화를 도 1에 도시하였다.The change in time with respect to the amount of carbon monoxide generated in each of the above cases is shown in FIG. 1.
상기한 바와같이 본 발명에 따르면 폐타이어의 소각시에 남는 재 처리시에 가연성 물질을 투입하여 가연성 증기와 혼합된 일산화탄소를 완전 연소시킴에 따라 일산화탄소의 발생량과 재 처리 시간을 크게 줄일 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the combustion of carbon monoxide mixed with the combustible vapor is completely performed by adding a combustible material during reprocessing remaining during incineration of the waste tire, thereby greatly reducing the amount of carbon monoxide generated and reprocessing time.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20120504 Year of fee payment: 11 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |