KR101001198B1 - 친환경형 화장 소각로 - Google Patents

Abstract

유체(遺體)를 고온에서 완전 소각하여 유골을 수급하도록 제공되되 특히, 친환경형으로 구성되는 친환경형 화장 소각로가 제공된다.

상기 친환경형 화장 소각로는, 피 소각체의 소각이 이루어지는 주연소실;과, 상기 주연소실과 연통 가능하게 배치되면서 배기가스가 유입 체류되는 재연소실; 및, 상기 주연소실과 재연소실 중 어느 하나 또는 이들 모두에 구비되는 소각로 버너장치;를 포함하여 구성되되, 상기 주연소실의 하부에 상기 재연소실이 연통 가능하게 배치되되, 상기 주연소실과 재연소실 사이에는 개폐수단을 구비하는 배기가스 통로가 설치되며, 상기 주연소실 상부와 재연소실 일측에는 배기가스 배출구가 구비되어 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 화장 소각로의 연소시 발생되는 질소산화물(NOx)의 발생을 버너장치의 연소공기 공급을 다단화 함과 더불어, 특히 버너장치의 연소유체로서 연소공기와 화장 소각로의 배기가스를 순환 사용함으로써, 질소산화물의 발생을 저감하는 보다 환경 친화적으로 제공되는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

버너장치, 화장 소각로, 친환경형 화장 소각로

Description

친환경형 화장 소각로{Enviroment-Frendly Type Cremator}

본 발명은 피 소각체를 소각하기 위하여 사용되는 소각로 버너장치를 이용하여 유체(遺體)를 고온에서 소각하여 유골을 수급하도록 하는 친환경형 화장 소각로에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 버너장치의 연소공기 유로를 다단 구조로 하여 화염의 온도를 조절하는(낮추는) 한편, 특히 화장 소각로의 주연소실이나 재연소실에서 배출되는 배기가스를 버너장치에 공급되는 연소공기에 혼합 재순환 사용함으로써, 궁극적으로 화장 소각로의 연소 소각시 발생되는 질소산화물(이하, 'NOx' 이라 함)의 발생을 억제하고, 이에 따라 보다 환경 친화적으로 사용되는 친환경형 화장 소각로에 관한 것이다.

인구의 도시집중과 산업화 과정을 통해 사회 환경이 급격히 변화되면서 종래 유교적 관습에 따라 매장 문화에 의존해 오던 장례 문화 또한 인식의 변화를 가져오면서, 근래에는 점차 화장문화로 바뀌어 가고 있다.

그리고, 사람의 시신 (또는 동물의 사체)를 화장할 수 있는 화장 소각로도 그 기술 개발이 이루어지고 있고, 대부분 에너지절감과 더불어 환경 친화적인 방향으로 개발되고 있다.

한편, 알려진 화장 소각로의 형태는 설비특성의 측면에서 보면 화장과정에서의 시신의 존엄을 중시하는 동양에서 주로 보급된 대차방식 화장 소각로, 서양에서 주로 채택되고 있는 기능적인 편의성과 에너지절감 측면에서 우수한 캐비넷 방식(서양식)이 있으며, 그밖에 일부 로스톨방식이 채택되고 있다.

이와 같은, 화장 소각로 설비는 시신과 관을 직접 가스 또는 경유버너를 사용하여 화장이 이루어지는 주연소실과, 화장중 발생되는 배기가스에 함유된 미연분을 외부 방출에 앞서 재연소하는 재연소실 및, 재연소 배기가스를 연돌로 배출하기전 함유 공해물질을 제거하는 배기가스 처리설비 등으로 구성되어 있다.

통상 대차방식 화장 소각로의 경우에는, 시신과 관을 대차에 탑재한 상태로 화장 소각로의 주연소실로 이동하여 연소버너의 가동에 의하여 소각 화장하게 되고, 화장이 완료되면 버너를 끈 상태에서, 외기공기를 흡입하여 주연소실 온도를 일정온도로 냉각시킨 후, 유골 수습을 위해 대차를　로체밖으로 반출, 유골을 수급한다.

예를 들어, 도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 대차형 화장 소각로(200)는 로체 하부에 버너(212)를 구비한 주연소실(210)과 그 상측으로 버너(222)를 구비한 재연소실(220)이 배치되고, 이와 같은 재연소실(220)에서 배출되는 배기가스(G)는 현열로 회수되어 연소공기의 예열에 활용되고, 집진장치와 환경오염원 처리설비와 연돌을 거쳐 외부로 방출된다.

그리고, 종래 대차형의 경우, 주연소실(110)에는 피 소각체 즉, 관(240)이 놓여지는 대차(250)의 출입을 가능하게 하는 도어(미부호)들이 구비되어 있다.

한편, 대차방식의 화장 소각로(200)는 통상 재연소실(220)을 주연소실(210)의 상부에 배치하는데, 이는 대차 이동설비가 주연소실에 있어 하부에 재연소실의 배치가 어렵기 때문이다.

그러나, 이와 같은 종래의 대차형 화장 소각로(200)의 경우에는, 고온의 배기가스가 주연소실(210)과 재연소실(220)에서 체류하는 시간이 짧고, 초기 관 및 부장품 등의 피 소각체가 연소되는 과정에서 순간적으로 급격한 연소가 진행되면서 주연소실의 급격한 온도상승과 함께, 재연소실에서의 처리 용량을 벗어나면서 일산화탄소(이하, 'CO' 이라함) 발생량이 급격히 증가하는 문제가 있었다.

한편, 이와 같은 대차방식의 화장 소각로(200)와는 다른 캐비넷방식 또는 로스톨방식의 화장 소각로는 관을 별도의 받침(대차)없이 화장로의 내부로 그대로 밀어 넣어 화장하고, 화장 완료된 유골은 작업용 도구에 의하여 수습하여 처리하는 방식으로 대차 사용을 하지 않는 면에서 도 1의 대차 방식과 차이가 있다.

예를 들어, 도 2에서는 종래 캐비넷 방식의 화장 소각로(300)를 도시하고 있는데, 이와 같은 캐비넷 방식의 경우 대차 설비가 필요 없기 때문에, 주연소실(310)의 하부에 재연소실(320)을 두고, 연소 소각시 발생하는 배기가스를 연결통로(330)를 통하여 주연소실(310)에서 재연소실(320)로 전달하여 배기가스의 체류 시간을 늘리어 배출시키는 방식이다.

따라서, 도 2와 같은 종래의 캐비넷 방식의 화장 소각로(300)의 경우에는, 주연소실(310)에서 버너(312)에 의해 시신이 안치된 관의 화장이 이루어지면, 생성된 배기가스는 하부의 재연소실(320)을 통해 연돌을 통해 외부로 배출되기 때문에, 배기가스의 현열로 주연소실(310)의 로체 하부바닥 온도가 잘 유지되고, 필요한 경우 재연소실(320)에 별도의 버너(미도시)를 설치하여 대략 800℃ 이상으로 유지함으로써, 환경오염원의 제거가 도 1의 대차형 화장 소각로에 비하여 효율적이다.

그러나, 도 1 및 도 2의 종래 대차방식 또는 캐비넷 방식의 화장 소각로(200)(300)에 있어서는, CO 또는 NOx 같은 환경유해 물질이 배출되는 문제가 해소되지 않고 있다.

예를 들어, 알려진 종래의 화장 소각로(200)(300)에서 사용되는 버너의 경우에는, 통상 연료(LNG 또는 LPG)와 연소공기를 사전에 혼합하여 연소시키는 사전-혼합형(Pre-mixed) 버너가 대부분이다.

따라서, 버너의 공기대 연료의 혼합비(공연비)를 일정하게 조절하여 연소를 통한 열의 공급을 수행하기 때문에, 대부분 완전연소를 기준으로 하는 공연비로 연소공기를 공급하게 되어, 상대적으로 높은 연소효율을 나타내면서 높은 화염온도를 가지게 되고, 이에 따라 다량의 NOx가 발생하는 문제가 있었다.

특히, 도 1의 대차방식 화장 소각로(200)의 경우에는, 하부에 재연소실이 없어 배기가스의 체류시간이 짧기 때문에, 재연소실에서의 2차 연소를 통하여 환경 유해 물질의 제거가 어려운 문제가 있고, 따라서 대차 방식의 경우 배기가스에 과도한 NOx 가 포함되어 환경 규제치를 쉽게 초과하는 것이었다.

또한, 도 2와 같은 캐비넷 방식의 화장 소각로(300)에 있어서는, 주연소실과 재연소실의 조업 온도를 850℃ 이상으로 높게 유지하여야 하기 때문에, 대차방식 화장 소각로와 마찬가지로 배기가스 중 다량의 NOx 와 미연분이 발생하였다.

따라서, 최근에는 화장 소각로의 배기가스 배출라인(도 7의 60 참조)에 설치되는 건식이송 흡착제 공급장치(dry Sorbent Injection System)(도 7의 76)를 이용 배기가스에 소석회를 취입하여 산성가스(Sox, HCl)를 처리하고, 활성탄을 이용하여 NOx 등을 처리하는 경우도 있지만, 실질적으로 화장 소각로에서 배출되는 환경 오염원인 NOx를 효과적으로 줄이는 효과적인 방법이 없었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 버너장치의 연소공기 유로를 다단 구조로 하여 화염의 온도를 조절(낮춤)하는 한편, 특히 화장 소각로의 주연소실이나 재연소실에서 배출되는 배기가스를 버너장치에 공급되는 연소공기에 혼합 사용 사용함으로써, 궁극적으로 화장 소각로의 연소 소각시 발생되는 NOx의 발생을 억제하고, 이에 따라 보다 환경 친화적인 친환경형 화장 소각로를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 피 소각체의 소각이 이루어지는 주연소실;과, 상기 주연소실과 연통 가능하게 배치되면서 배기가스가 유입 체류되는 재연소실; 및, 상기 주연소실과 재연소실 중 어느 하나 또는 이들 모두에 구비되는 소각로 버너장치;를 포함하여 구성되되,
상기 주연소실의 하부에 상기 재연소실이 연통 가능하게 배치되되, 상기 주연소실과 재연소실 사이에는 개폐수단을 구비하는 배기가스 통로가 설치되며, 상기 주연소실 상부와 재연소실 일측에는 배기가스 배출구가 구비되는 친환경형 화장 소각로를 제공한다.

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이와 같은 본 발명에 의하면, 버너장치의 연소공기 유로를 다단 구조로 하여 화염의 온도를 조절(낮춤)하는 한편, 특히 화장 소각로의 주연소실이나 재연소실에서 배출되는 배기가스를 버너장치에 공급되는 연소공기에 혼합 사용 사용함으로써, 궁극적으로 화장 소각로의 연소 소각시 발생하는 NOx의 발생을 억제하고, 이에 따라 보다 환경 친화적인 화장 소각로를 제공하는 것을 가능하게 하는 효과를 제공하는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

다만, 이하에서 본 발명에 따른 소각로 버너장치 관련 구성은 100단위의 도면부호로 설명하고, 상기 소각로 버너장치를 포함하는 친환경형 화장 소각로는 10 단위의 도면부호로 설명하여 구분하되, 버너장치는 '100', 친환경형 화장 소각로는 '1'의 도면부호로 나타낸다.

먼저, 도 4 내지 도 6에서는 본 발명에 관련된 친환경형 화장 소각로(1)를 각각 측면, 정면 및 일부 평면 구조도로 도시하고 있다.

예컨대, 이와 같은 본 발명의 친환경형 화장 소각로(1)는 대차형으로 구성하되 기존과는 다르게 주연소실(20)의 하부에 재연소실(30)를 두어 기존 도 1의 대차형 화장 소각로(200)에 비하여 배기가스 체류시간을 재연소실에서 증대시키어 로체 가열이나 연소 소각 및 배기가스 재연소를 통한 검댕이나 CO, 또는 NOx 등의 억제를 가능하게 한 것에 그 특징이 있다.

즉, 본 발명의 친환경형 화장 소각로(1)는 오랜 유교문화에 의하여 장례형식을 중요시하는 우리나라에서 더 친화적인 도 1의 대차방식과 온도 유지등의 효율적인 면과 에너지 절감차원에서 유리한 도 2의 캐비넷방식을 혼합하는 구조로 이루어 진 것에 그 실시예적 특징이 있다.

예컨대, 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 친환경형 화장 소각로(1)의 주연소실(20)은, 출구측에 주연소버너 즉, 본 발명의 버너장치(100)가 설치되어 있어 장입되는 피 소각체(10) 예를 들어 시신이 안치된 목관의 소각이 이루어지는 곳이다.

이와 같은 주연소실(20)은, 상기 피 소각체(10)의 로 장입 및 추출을 위하여 구비된 도어(26a)(26b)들을 포함함은 물론이고, 특히 장입과 추출도어사이에 피 소각체인 관을 원활하게 장입 추출시키기 위한 피 소각체 이동롤러(24)들이 설치되어 있다.

따라서, 본 발명의 주연소실(20)은 관의 장입 및 추출이 용이한 대차형으로 구성된다.

다음, 도 4 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 친환경형 화장 소각로(1)에서 재연소실(30)은, 주연소실(20)의 하부에 배치되나 배기가스 통로(50)를 통하여 주연소실의 배기가스는 재연소실(30)로 흐르게 된다.

특히, 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 화장 소각로에서 재연소실(30)은, 다중 배기가스 유도로(32)를 포함하기 때문에, 주연소실(20)->배기가스 통로(50)를 통하여 유입된 배기가스(G)의 체류시간이 증대되고, 이는 로체 온도유지를 용이하게 한다.

따라서, 본 발명에 따른 친환경형 화장 소각로(1)의 경우에는, 주연소실은 기존의 대차방식으로 하고, 재연소실은 기존의 캐비넷방식으로 구성하여 각각의 이점을 동시에 이용하도록 한 것이다.

이때, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 친환경형 화장 소각로(1)를 대차형이면서 하부에 캐비넷 방식과 같이 재연소실을 두기 위하여 주연소실과 재연소실을 연통시키는 상기 배기가스 통로(50)는 상기 주연소실의 로체 양측에서 하방 신장하여 재연소실의 양측에 연결되게 된다.

따라서, 본 발명의 경우, 주연소실(20)의 로체 양측에서 배기가스 통로(50) 를 통하여 재연소실로 유통되기 때문에, 배기가스의 재연소실 유입도 원활하다.

한편, 도 5에서는 개략적으로 도시하였지만, 상기 배기가스 통로(50)에는 배기가스의 재연소실 유입을 필요에 따라 개방 또는 차단하는 통로 개폐수단(40) 즉, 배기가스 통로(50)에서 수평 이동되는 개폐 플레이트를 포함한다.

이와 같은 개폐 플레이트의 통로 개폐수단은 로체 외부에 수평 제공된 구동실린더(미도시)와 연결되어 이동하면서 통로 개구부분을 개폐시킬 수 있다.

따라서, 화장이 진행되는 연소 소각 중에는 연속적으로 배기가스가 발생하기 때문에, 개폐수단(40)은 배기가스 통로(50)를 개방시키어 배기가스(G)가 지속적으로 재연소실(30)로 유입되고, 화장이 완료된 후에는 배기가스 통로(50)는 차단되어 재연소실에 있는 배기가스의 주연소실 역 유입을 차단한다.

그리고, 도 6과 같이 재연소실(30)의 다중 배기가스 유도로(32)들은 도 2의 화장 소각로(300)에 비하여 배기가스 체류 시간을 증대시킬 수 있고, 도 6의 도면부호 34는 개공벽으로서 유도로상의 배기가스 배출을 일시 억제하도록 하여 배기가스의 체류 시간을 증대시킨다.

따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 친환경형 화장 소각로(1)에서는, 연소 소각시 주연소실(20)에서 발생된 배기가스(G)는 개폐수단(40)의 가동시 배기가스 통로(50)를 통하여 재연소실(30)로 유입되고, 다중 배기가스 유도로(74)를 거쳐 유도로와 만나는 일측 배출구(30a)를 통하여 배기가스는 배출된다.

한편, 도 3과 같이, 본 발명의 친환경형 화장 소각로(1)에서 상기 재연소실(30)에도 다음에 상세하게 설명하는 본 발명의 소각로 버너장치(100)가 재연소버너로 제공되어 유입되는 배기가스를 재연소시킴으로써, CO 또는 NOx 등의 환경 오염원을 제거한다.

다음, 도 3에서는 도 4에서 도시한 본 발명에 관련된 친환경형 화장 소각로(1)의 주연소실(20) 및/또는 재연소실(30)에서 사용되는 소각로 버너장치(100)의 구조를 도시하고 있다.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 소각로 버너장치(100)는, 크게 장치 본체(110)와, 상기 장치 본체(110)에 연계되고 연료가 공급되어 화염(F)을 발생시키는 버너 노즐부(120) 및, 상기 장치 본체를 통하여 버너 노즐부(120)를 포위하도록 구성되면서 상기 버너 노즐부 일측에서 개구되어 연소유체를 공급하도록 제공되는 다단의 연소유체 유로(130)(140)를 포함한 것에 그 실시예적 특징이 있다.

따라서, 버너 노즐부(120)에 연료인 LNG 또는 LPG 가 공급되면 점화되어 화염을 발생시키고, 상기 다단의 연소유체 유로(130)(140)에는 관(132)(142)들을 통하여 연소에 필요한 연소유체 예컨대, 연소공기 또는 다음의 도 7과 같이 화장 소각로(1)에서 발생된 배기가스 또는, 이들이 혼합된 연소유체가 공급된다.

이때, 상기 장치바디(110)는, 도 3과 같이 고정바디(110a)와 랜스를 포위하여 제1,2의 다단의 연소유체 유로(130)(140)를 구성하는 원통바디(110b)(110c) 및, 설비(예컨데 화장 소각로 벽체)에 고정하기 위한 고정대(110d)로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 제1,2의 연소유체 유로(130)(140)에 연결되는 관(132)(142)은 다음의 도 7과 같이, 외기공기의 연소공기 공급라인(66) 또는 배기가스 분기 공급라인(64)으로 대체될 수 있다.

그리고, 도 3에서 버너 노즐부(120)에 연결되는 연결관(122)은 도 7의 연료 공급관(69)으로 대체될 수 있다.

이때, 도 3과 같이, 본 발명의 소각로 버너장치(1)에서 바람직하게는 버너 노즐부(120)와 제1의 연소유체 유로(130) 및 제2의 연소유체 유로(140)가 순차로 포위되는 구조이다.

따라서, 본 발명의 소각로 버너장치(1)는 버너 노즐부(120)를 포위하되 화염(F) 발생부위가 개구된 제1,2의 연소유체 유로(130)(140)가 다단으로 구성되기 때문에, 상기 제1,2 연소유체 유로(130)(140)에 공급되는 연소 유체 즉, 연소 공기의 양을 조절하면 화염을 조절할 수 있다.

예를 들어, 화장 소각로에 사용되는 통상의 버너는 앞에서 설명한 바와 같이, 연료와 연소공기를 사전 혼합하여 연소시키는 사전-혼합형(Pre-mixed) 버너 구조이고, 이 경우 완전연소를 기반으로 사전 혼합이 이루어 지기 때문에 화염온도는 고온을 형성하게 되면서 다량의 NOx 발생은 불가피하였다.

그러나, 도 3과 같은 본 발명의 소각로 버너장치(100)의 경우에는 제 1,2의 다단의 연소유체 유로(130)(140)에 공급되는 1,2차 연소 공기량을 조절하여 1차적으로 중심부 버너 노즐부에서의 불완전 연소를 조장함으로써, 화염(F)의 온도를 낮출 수 있고, 본 발명의 친환경형 화장 소각로의 연소실을 통과하는 과정에서 완전 연소를 구현할 수 있다.

특히, 도 7에서 도시한 바와 같이, 화장 소각로에서 발생되는 배기가스를 연소공기와 혼합하여 재순환 사용하면, 전체적인 연소유체의 유량은 증가하여 화염길이는 길게 하지만, 버너장치에서 순환된 배기가스를 포함하는 연소 공기의 실제 함 유하는 산소농도는 반대로 낮아지기 때문에, 연료의 연소가 불완전하게 되면서 화염의 온도가 낮아지고, 이로 인하여 본 발명의 버너장치(1)는 NOx 저감을 가능하게 하는 것이다.

예를 들어, 본 발명의 소각로 버너장치(1)에서, 너버 노즐부(120)에 LNG 또는 LPG 가 공급되면, 그 주변의 제1,2 연소유체 유로를 통하여 각각 제1 연소유체 유로(130)에는 이론 연소공기량의 40%만 공급하고 제2 연소유체 유로(140)에는 60%를 공급하면 화염(F) 온도를 저하시킬 수 있다.

또한, 앞에서 설명한 바와 같이, 연소공기에 배기가스를 혼합하여 사용하면, 버너장치에서의 화염온도를 결정하는 산소 포텐셜을 낮추기 때문에, 화염의 온도를 더 낮출수 있고, 이 경우 통상 화장 소각로에서 배출되는 배기가스에 포함되는 NOx 농도의 대략 60% 이상 저감되게 된다.

즉, 본 발명의 소각로 버너장치는 다단의 연소유체(연소공기, 배기가스, 또는 이들의 혼합)를 다단의 유로에 서로 다른 양으로 공급하여 버너 노즐부(120)에서 점화 발생되는 화염(F)의 온도를 낮출수 있게 하여 궁극적으로 NOx 의 저감을 구현하게 한다,

따라서, 이와 같은 도 3의 본 발명의 소각로 버너장치를 이용하는 본 발명의 친환경형 화장 소각로(1)도 NOx 저감이 가능하고, 이는 보다 친환경적인 화장 소각로를 제공하게 하는 것이다.

다음, 도 7에서는 이와 같은 본 발명의 소각로 버너장치(100)를 포함하는 친환경형화장 소각로(1)의 전체 구성을 도시하고 있다.

다만, 화장 소각로(1)의 로 자체 구조는 이미 앞에서 도 4 내지 도 6을 토대 로 설명한바 있고, 여기에서는 그 설명을 간략하고, 버너장치의 가동을 위한 연소유체 예컨대, 연소공기, 배기가스 또는 이들의 혼합 공급을 위한 라인들을 구비하는 구성에 대하여 설명한다.

먼저, 도 7 및 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 친환경형 화장 소각로(1)에서, 주연소실(20)과 재연소실(30)에는 본 발명의 버너장치(100)를 구비하고, 도 3과 같이 상기 소각로 버너장치를(1)의 너버 노즐부(120)에는 LNG 또는 LPG 공급관(69)이 연결되어 있어 연료가 랜스에 공급되고 점화되어 화염(F)을 발생시킨다.

다음, 본 발명의 화장 소각로에 구비되는 소각로 버너장치(100)의 제1,2의 다단의 연소유체 유로(130)(140)에는, 소각로 배기가스 배출라인(60)에서 분기되는 배기가스 분기 공급라인(64) 및 외기공기를 공급하는 연소공기 공급라인(66) 중 어느 하나 또는 이들 모두가 연결되어 연소공기와 배기가스가 단독 또는 혼합되어 공급되도록 구성된다.

즉, 주연소실 배출구(20a)와 재연소실 배출구(30a)에 각각 연결된 배출라인(60a)(60b)은 소각로 배기가스 배출라인(60)에 합쳐져 배출된다.

이때, 도 7 및 도 8과 같이, 상기 배기가스 분기 공급라인(64)은 소각로 배기가스 배출라인(60)에 구비된 배풍기(62) 또는 그 하류측으로 배출라인에 연결되어 공급될 수 있다.

그리고, 이와 같은 배기가스 분기 공급라인(64)은 다시 열교환기(68)를 거쳐 제2 연소유체 유로(140)측에 연결되는 제2 분기관(64a)과 열교환기를 거치지 않고 바로 버너장치 제1 연소유체 유로(130)에 연결되는 제1 분기관(64b)으로 나누어 질 수 있다.

또한, 도 7과 같이 외기공기의 연소공기가 블로잉유닛(66a)을 통하여 연소공기 공급라인(66)에 공급되고, 이 공급라인(66)은 배기가스 분기 공급라인(64)에 연결된다.

이때, 도 7에서는 외기공기인 연소공기와 배기가스가 혼합되어 버너장치(100)에 공급되는 경우를 나타낸 것이고, 상기 배기가스 분기 공급라인(64)과 연소공기 공급라인(66)은 각각 독립적으로 버너장치(100)에 연결될 수 있음은 물론이다.

또한, 연소공기 공급라인(66)을 주로 하고 배기가스 분기 공급라인(64)이 상기 연소공기 공급라인(66)에 연결되는 것도 가능하다.

한편, 도 7 및 도 8과 같이, 상기 소각로 버너장치(100)의 제2 연소유체 유로(140)에는 배기가스 분기 공급라인(64)의 열교환기(68)를 거친 제2 분기관(64a)을 연결하도록 하면, 버너장치 가동시 제1 연소유체 유로(130)에서는 연소공기와 열교환기를 거치지 않은 냉각되지 않은 배기가스의 혼합 유체가 공급되고, 제2 연소유체 유로(140)에는 열교환기를 거쳐 냉각된 배기가스에 연소공기가 혼합된 혼합유체가 공급된다.

따라서, 제2 연소유체 유로(140)는 더 제1 연소유체 유로 보다 더 낮은 온도의 유체가 공급되기 때문에, 화염 온도를 낮추게 되며, 이는 결국 NOx의 저감을 가능하게 하는 것이다.

한편, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 배기가스 분기 공급라인(64)과 연소공기 공급라인(66)에는 각각 유량제어밸브(65)(67)들이 구비될 수 있고, 이와 같은 유량제어밸브(66)(67)들은, 도 9와 같이 화장 소각로(1)의 배기가스 통로(50)와 연결되는 배기가스 배출관(82)과 연결되는 가스 측정기(80)(CO 또는 산소 측정기)와 연계된 화장 소각로의 설비 제어부(C)와 연계되어 실시간으로 제어 가동되면서 버너장치(100)에 공급되는 연소공기, 배기가스 또는 이들의 혼합유체 유량이 제어될 수 있다.

또한, 도 7과 같이, 배기가스 배출라인(60)의 배풍기(62)와 연소공기 공급라인(66)의 블로잉유닛(66a)도 제어부(C)와 연계되어 제어 작동될 수 있다.

그리고, 도 8에서 도시한 바와 같이, 연료 공급관(69)에 구비된 유량제어밸브(69a)도 제어부(C)와 연계되어 제어 작동될 수 있다.

또한, 도 8에서는 배기가스를 연소공기로 하는 경우 버너장치(100)의 라인 연결구성을 도시하고 있다. 다만, 도 8에서는 별도의 부호로 나타내지 않은 여러 관련 부품들 예를 들어, 압력제어밸브, 안전밸브, 유량계 등을 나타내고 있고, 도 7과 관련된 구성요소는 동일한 도면부호로 나타내었다.

즉, 배풍기(62)와 연결되는 배기가스 분기 공급라인(64)의 제1 연결관(64a)은 열교환기(68)를 통하여 버너장치(100)의 제2 연소유체 유로(140)와 연결되고, 열교환기(68)를 거치지 않는 제2 연결관(64b)은 바로 버너장치의 중앙측 제1 연소유체 유로(130)와 연결되고, LNG 또는 LPG 탱크(T)와 연결되는 연료 공급관(69)은 버너장치(100)의 중앙 버너 노즐부(120)와 연결되어 있다.

따라서, 도 3과 같은 본 발명의 소각로 버너장치(100)를 통하여 본 발명의 친환경형 화장 소각로(1)의 가동시, 버너 화염의 온도를 낮추어 NOx 발생을 억제할 수 있다.

이때, 도 7에서 배기가스 분기 공급라인(64)의 개폐밸브(V)의 작동에 따라 배기가스의 버너장치 공급이 조절될 수 있고, 연소공기 공급라인(66)은 상기 개폐밸브의 전방으로 연결되면 개폐밸브가 닫히는 경우 연소공기(외기공기)가 버너장치(100)에 공급되고, 열교환기(68)의 가동은 화염의 온도를 매우 낮추는 경우 가동하여 버너장치(100)의 제2 연소유체 유로(140)에 더 낮은 온도의 연소공기를 공급하면 된다.

한편, 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 친환경형 회장 소각로(1)의 배기가스 배출라인(60) 즉, 주연소실(20)의 배출구(20a)와 재연소실(30)의 배출구(30a)와 각각 연결된 배출라인(60a)(60b)이 합쳐지는 배기가스 배출라인(60)에는, 배기가스(G)를 모으는 싸이크론(70)과 고온의 가스로부터 현열을 회수하기 위한 열교환기(72), 가스를 냉각시키는 (건식)냉각기(74), 가스를 정화하는 백필터(78) 및 상기 배기가스 분기 공급라인(64)이 연계되는 배풍기(62) 및, 연돌(79)을 포함할 수 있다.

이때, 본 발명의 배기가스 분기 공급라인(64)은 싸이크론(70)과 냉각기(72) 및 백필터(78)를 배기가스가 통과한 후 배풍기(62)(또는 그 하류)와 연결되기 때문에, 실제 배기가스 분기 공급라인(64)에 공급되는 배기가스는 분진이 제거되 냉각된 상태에서 공급된다. 이는 버너장치에서 연료공기와 혼합 사용되어도 버너장치 가동에는 문제가 없게 한다.

그리고, 상기 냉각기(74)와 백필터(78)사이에는, 배기가스에 함유된 SOx나 HCl의 처리를 위한 건식이송흡착제 공급장치(dry Sorbent Injection System)(76)를 설치하여 소석회를 취입 이들을 처리하는 것도 가능하다.

따라서, 이와 같은 본 발명의 친환경형 화장 소각로의 경우에는, 도 7과 같이, 시신과 부장품을 포함한 목관을 대차(이송롤러(24))를 이용하여 주연소실(20)에 투입하고, 주연소실 하부 재연소실의 본 발명의 버너장치(100)를 점화하여 대략 5~10분 동안 300~400℃까지 승온시키어 로체를 예열한다.

다음, 주연소실(20)의 본 발명의 버너장치(100)를 점화하여 피 소각체(10)에 화염을 가하면 급속히 소각되고, 이때 대략 1500~200 ℃ 의 온도로 주연소실 온도가 승온되면, 주연소실의 버너 연료량을 최소로 공급한다.

이때, 본 발명의 상기 소각로 버너장치(100)들은 앞에서 설명한 바와 같이, 도 3에서 버너 노즐부(120)를 포위하는 제1 연소유체 유로(130)나 이를 포위하는 제1 연소유체 유로(130)에 서로 다른 비율 예를 들어, 제2 연소유체 유로(140)에 제1 연소유체 유로(130) 보다 더 많은 연소공기 또는 배기가스, 혹은 이들의 혼합유체를 공급하여(대략 6:4 정도) 버너장치의 화염(F)의 온도를 낮추어 NOx의 발생을 억제시킨다.

그러나, 가장 바람직하게는, 초기 소각시에는 소각로 버너장치(100)에는 연소공기만을 공급하고, 연소가 어느 정도 완료되면 배기가스를 연소공기와 혼합하여 버너장치의 다단의 연소유체 유로(130)(140)에 공급하는 것이다.

즉, 소각이 완료되는 시점에서 배기가스의 재순환하여 버너장치에 공급하면 배기가스를 이용하기 때문에, 에너지 절감이 되고, 배기가스의 확실한 재연소를 통하여 NOx 제거를 더 확대시킬 수 있다.

예를 들어, 화장 소각로 가동시, 소각 초기 버너장치(100)의 화염온도가 최 대가 되면 NOx 발생 또한 증대되므로, 본 발명의 버너장치는 이를 방지하도록 화염의 온도를 적정하게 낮출 수 있다.

예컨대, 기존 사전-혼합형(Pre-mixed) 버너(미도시)로 조업하는 경우 대략 120 ~ 160ppm 의 NOx가 과다하게 배출되었으나 본 발명의 버너장치(100)(도 3 참조)를 사용하는 경우에는 NOx의 경우 70 ~ 90 ppm으로 낮아지고, 특히 배기가스 분기 공급라인(64)와 연소공기 공급라인(66)을 통하여 연소공기와 배기가스를 혼합하여 버너장치의 연소유체 유로(130)(140)에 서로 다른 비율로 공급하는 경우 NOx가 40 ~ 60 ppm으로 더 낮아진다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 종래 대차형 화장 소각로를 도시한 측면 구조도

도 2는 종래 캐비넷형 화장 소각로를 도시한 개략도

도 3은 본 발명에 따른 소각로 버너장치를 도시한 구성도

도 4는 본 발명에 관련된 친환경형 화장 소각로를 도시한 측면 구조도

도 5는 도 4의 정면도

도 6은 도 4의 일부 평면도

도 7은 본 발명에 따른 친환경형 화장 소각로를 도시한 전체 구성도

도 8은 버너장치의 연소 유체 및 연료 라인 구성을 도시한 개략도

도 9는 본 발명 화장 소각로의 배기가스 배출을 도시한 개략도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 본 발명에 따른 친환경형 화장 소각로

10.... 피 소각체 20.... 주연소실

30.... 재연소실 50.... 배기가스 통로

60.... 배기가스 배출라인 64.... 배기가스 분기 공급라인

66.... 연소공기 공급라인 100.... 소각로 버너장치

120.... 버너 노즐부 130,140.... 연소유체 유로

Claims (10)

1. 피 소각체(10)의 소각이 이루어지는 주연소실(20);

   상기 주연소실과 연통 가능하게 배치되면서 배기가스가 유입 체류되는 재연소실(30); 및,

   상기 주연소실(20)과 재연소실(30) 중 어느 하나 또는 이들 모두에 구비되는 소각로 버너장치(100);

   를 포함하여 구성되되,

   상기 주연소실(20)의 하부에 상기 재연소실(30)이 연통 가능하게 배치되되, 상기 주연소실(20)과 재연소실(30) 사이에는 개폐수단(40)을 구비하는 배기가스 통로(50)가 설치되며, 상기 주연소실 상부와 재연소실 일측에는 배기가스 배출구(20a)(30a)가 구비되는 친환경형 화장 소각로.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소각로 버너장치(100)는, 장치 본체(110);

   상기 장치 본체(110)에 연계되고 연료가 공급되어 화염(F)을 발생시키는 버너 노즐부(120); 및,

   상기 장치 본체를 통하여 버너 노즐부(120)를 포위하도록 구성되면서 상기 버너 노즐부 일측에서 개구되어 연소유체를 공급하도록 제공되는 다단의 연소유체 유로(130)(140);

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 친환경형 화장 소각로.
3. 제2항에 있어서,

   상기 다단의 연소유체 유로(130)(140)에 공급되는 연소유체는 연소공기와 소각로에서 발생되는 배기가스가 각각 단독 또는 혼합되어 공급되되, 제1의 연소유체 유로(130) 외측에 제2의 연소유체 유로(140)가 포위되는 것을 특징으로 하는 친환경형 화장 소각로.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 주연소실은, 내부에 설치된 피 소각체 이동롤러(24)를 포함하여 대차형으로 구성되고, 상기 재연소실(30)에는 배기가스 체류시간을 증대토록 다중 배기가스 유도로(34)를 포함하되 유도로 끝에 배기가스 배출구(30a)가 배치되는 것을 특징으로 하는 친환경형 화장 소각로
6. 제5항에 있어서,

   상기 배기가스 통로(50)는 주연소실의 로체 양측에서 하방 신장하여 재연소실의 로체 양측에 연결되고, 상기 배기가스 통로(50)에 구비된 개폐수단(40)은, 수평 이동되면서 배기가스 통로를 개폐시키는 개폐 플레이트로 구성된 것을 특징으로 하는 친환경형 화장 소각로.
7. 제2항에 있어서,

   상기 소각로 버너장치의 버너 노즐부(120)에는 LNG 또는 LPG 공급관(69)이 연결되고, 상기 소각로 버너장치의 다단의 연소유체 유로(130)(140)에는, 소각로 배기가스 배출라인(60)에서 분기되는 배기가스 분기 공급라인(64) 및 외기공기를 공급하는 연소공기 공급라인(66) 중 어느 하나 또는 이들 모두가 연결되어 연소공기와 배기가스가 단독 또는 혼합되어 공급되는 것을 특징으로 하는 친환경형 화장 소각로.
8. 제7항에 있어서,

   상기 소각로 버너장치에 공급되는 배기가스와 연소공기 중 일부는 열교환기(68)를 거쳐 상기 소각로 버너장치에 공급되고, 상기 배기가스 분기 공급라인(64)은 소각로 배기가스 배출라인(60)에 구비된 배풍기(62) 또는 그 하류측에 연결되는 것을 특징으로 하는 친환경형 화장 소각로.
9. 제7항에 있어서,

   상기 배기가스 분기 공급라인(64)과 연소공기 공급라인(66)에 구비된 유량제 어밸브(65)(67)들은 가스 측정기(80)와 연계된 화장 소각로 제어부(C)와 연계되어 연소공기와 배기가스 공급량을 조정토록 구성된 것을 특징으로 하는 친환경형 화장 소각로.
10. 제8항에 있어서,

    상기 배기가스 분기 공급라인(64)이 연결되는 배기가스 배출라인(60)의 배풍기(62) 상류측에는 싸이크론(70)과 냉각기(72) 및 백필터(78)가 배치되어 상기 소각로 버너장치에는 분진이 제거되고 냉각된 배기가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 친환경형 화장 소각로.

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