KR101498260B1 - Dry distillation gas fluidized bed thermal decomposition apparatus with microwave - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로 웨이브에 의해 가열되는 유전발열체에 의해 방사능 폐기물과 피씨비에스와 같은 폐기물을 소각, 탄화, 건류가스화, 가스화용융 또는 가스 연료화시키는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치에 관한 것이다. The present invention relates to a pyrolysis and gasification combustion apparatus for a pyrolysis gas flowing in a dry gas flow using a microwave, and more particularly, to a pyrolysis gasification pyrolysis apparatus for pyrolysis and gasification combustion using a microwave, And more particularly, to a pyrolysis gasification combustion apparatus for a pyrolysis gas flow using a microwave for melting or gaseous fueling.
일반적으로 폐기물이란 쓸모없게 되어 버리는 물질을 총칭하며, 통상적 관념 내지는 폐기물 관리법에 따르면 '쓰레기, 연소재 오니(汚泥), 폐유(廢油), 폐산, 폐알칼리, 동물 사체, 합성수지 등 사람의 생활이나 산업활동에 필요 없게 되어버리는 물질'로 정의된다.Generally, wastes are collectively referred to as waste materials. According to the conventional notion or waste management law, "waste" refers to waste materials such as waste, sludge, waste oil, waste acid, waste alkali, animal carcass, Substances that become unnecessary for industrial activities'.
한편, 현재 사용되고 있는 폐기물 처리방안에는 감량, 재활용, 재생, 매립, 소각 등이 있다. 이 중에서 감량, 재활용, 재생 등은 최종적인 폐기물 처리방안이 되지 못하며, 매립은 장기간에 걸쳐 심각한 토질 및 수질오염을 초래하므로 각국의 강력한 규제대상이 되고 있다. 따라서, 소각, 탄화, 건류가스화, 가스화용융, 가스연료화 방법이 주로 사용되는 데, 이는 소각, 탄화, 건류가스화, 가스화용융, 가스연료화를 이용하여 폐기물을 에너지화해서 제거하는 방법이다. On the other hand, currently used waste disposal methods include reduction in weight, recycling, reclamation, landfill, and incineration. Among them, weight loss, recycling, and regeneration are not the final waste disposal measures, and landfill is a severe regulatory target in each country because it causes serious soil and water pollution over a long period of time. Therefore, incineration, carbonization, dry gasification, gasification melting, and gasification are mainly used, which is a method of energy waste removal using incineration, carbonization, dry gasification, gasification melting and gasification.
그러나 소각에 의한 폐기물 처리방법은 폐기물에 직접적인 화염을 가하는 소각 방법으로 폐기물의 적재량, 밀도, 수분 함유량, 소각로 크기, 가열 온도와 같은 여러 요인으로 인해 완전연소가 실질적으로 불가능하고, 불완전 연소에 따른 그을음, 먼지, 대기오염 공해 배출가스 등이 다량 발생하는 문제점이 있다.However, the waste disposal method by incineration is an incineration method which directly applies flame to the waste, and it is practically impossible to complete combustion due to various factors such as the amount of waste, density, water content, incinerator size, heating temperature, and soot due to incomplete combustion Dust, air pollution, pollutant emission gas, and the like.
이러한 점을 감안하여 고온 및 진공환경에서 폐기물을 열분해(pyrolysis) 하거나 탄화시키는 방법이 제안되었다. 상기 제안된 방법을 이용한 폐기물 처리장치로서, 대한민국 특허등록 제0019679호에는 열분해 장치를 이용한 폐기물의 열분해 방법이 게시되어 있으며, 특허등록 제0777616호에는 고탄소성 산업폐기물의 저온 열분해장치가 게시되어 있으며, 특허등록 제0375569호에는 고분자 폐기물을 위한 열분해장치가 게시되어 있다. In view of this, a method of pyrolysis or carbonization of waste in a high temperature and vacuum environment has been proposed. As a waste disposal apparatus using the proposed method, Korean Patent Registration No. 0019679 discloses a method of pyrolysis of waste using a pyrolysis apparatus, Patent Publication No. 0777616 discloses a low temperature pyrolysis apparatus of a high carbon- Patent No. 0375569 discloses a pyrolysis device for polymer waste.
이러한 열분해를 이용하여 폐기물 처리장치는 열분해 과정에서 열분해로 내부를 진공으로 조성/유지시키는 과정이 필요하고, 이로 인해 상기 고온으로 가열된 열분해의 온도관리 장치를 구비함으로써 전체적인 장치가 과다하게 복잡해지는 문제점이 있다.The waste treatment apparatus using the pyrolysis requires a process of forming / maintaining the inside of the pyrolysis furnace in a vacuum in the pyrolysis process, and thus the entire apparatus is excessively complicated by providing the pyrolysis temperature control apparatus heated to the high temperature .
한편, 산업폐기물의 탄화장치가 특허공고 제1994-06872호에 폐기물 탄화 처리 소각장치가 게시되어 있으며, 특허등록 제787948호에는 유기성 폐기물 탄화를 위한 외열식 로타리 탄화로 장치가 게시되어 있으며, 특허 등록 제0372775호에는 폐기물 탄화 소각장치가 게시되어 있다. On the other hand, the carbonization apparatus for industrial waste has been disclosed in Patent Publication No. 1994-06872, and the incineration plant for waste carbonization is disclosed in Patent Publication No. 787948, and the thermal rotary carbonization apparatus for carbonizing organic waste is disclosed. 0372775 discloses a waste carbonated incinerator.
이러한 탄화장치는 열원으로 가스, 화석연료 등을 사용하고 있으므로 상대적으로 많은 유지비가 소요되며, 구조가 상대적으로 복잡하다.Since such a carbonization apparatus uses gas, fossil fuel, etc. as a heat source, it requires a relatively large maintenance cost, and the structure is relatively complicated.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 유전발열체를 이용하여 폐기물의 소각, 탄화, 건류가스화, 가스화용융, 가스연료화를 연속적으로 수행할 수 있으며, 폐기물뿐 아니라 폐기물로부터 발생되는 유동가스를 연소시킬 수 있는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of continuously performing incineration, carbonization, gasification, gasification melting, and gasification of waste by using a dielectric heating element that generates heat by microwave, Which is capable of combusting a flowing gas generated from a combustion gas-fired combustion gas-fired combustion furnace.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 내부에 폐기물이 투입되어 열분해되기 위한 열분해공간이 형성되며, 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 제1유전발열체와, 상면에 상기 폐기물이 안착 될 수 있도록 상기 열분해공간에 상하방향으로 상호 이격되게 설치되며, 상기 폐기물의 열분해 시 발생되는 유동가스가 통과될 수 있도록 다수의 배기공이 형성된 다수의 고정채반과, 상기 제1유전발열체의 내부에 설치되어 상기 고정채반의 상면에 안착된 상기 폐기물을 교반하는 교반유닛과, 상기 제1유전발열체에 인접되게 설치되며, 상기 폐기물 및 유동가스를 열분해할 수 있도록 상기 제1유전발열체가 발열되게 상기 제1유전발열체에 마이크로파를 주사하는 제1마이크로파 발진기를 구비한다. In order to accomplish the above object, there is provided a pyrolysis and gasification combustion apparatus for a pyrolysis gasified combustion gas using a microwave according to the present invention, comprising: a pyrolysis space for pyrolysis, A plurality of fixed trays spaced apart from each other in a vertical direction in the pyrolysis space so as to allow the waste to be seated on the upper surface thereof and having a plurality of exhaust holes through which the flowing gas generated upon pyrolysis of the waste passes, An agitating unit installed inside the dielectric heating body and stirring the waste placed on the upper surface of the fixed cooking vessel; and a second dielectric heating unit provided adjacent to the first dielectric heating body for thermally decomposing the waste and the flowing gas, A first microwave oscillator for scanning a microwave to the first dielectric heating element so as to generate heat; Respectively.
상기 교반유닛은 상기 고정채반들을 관통하도록 상하방향으로 연장되며, 상기 제1유전발열체에 회전가능하게 결합된 회전축과, 상기 고정채반들의 상면에 인접된 위치의 회전축에 형성되며, 상기 회전축의 회전중심으로부터 멀어지는 방향으로 연장된 교반부재와, 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축을 회전시키는 교반 구동부를 구비하는 것이 바람직하다. The stirring unit may include a rotation shaft extending vertically so as to penetrate the fixed sorters, a rotation shaft rotatably coupled to the first dielectric heating body, and a rotation shaft formed at a position adjacent to the upper surface of the fixed sorters, And an agitating driving unit provided on the rotating shaft for rotating the rotating shaft.
상기 회전축은 상기 폐기물의 열분해 완료시 발생되는 재가 배출되기 위해 상기 유전발열체에 형성된 배출공에 회전가능하게 삽입되고, 상기 교반유닛은 상기 배출공에 인접된 상기 회전축 외주면에 형성되는 것으로서, 상기 회전축이 일반향으로 회전시 상기 열분해 공간에 수용된 재를 상기 제1유전발열체 외부로 이송시키고, 상기 회전축이 타방향으로 회전시 상기 제1유전발열체 외부로 상기 재의 이송이 중단되도록 상기 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 연장된 나선블레이드를 더 구비한다. Wherein the rotary shaft is rotatably inserted into a discharge hole formed in the dielectric heating element to discharge ashes generated when pyrolysis of the waste is completed, and the stirring unit is formed on an outer circumferential surface of the rotary shaft adjacent to the discharge hole, And a second dielectric heating element for heating the first dielectric heating element and the second dielectric heating element so that the first dielectric heating element and the second dielectric heating element are connected to each other, And further includes a spiral blade extending in a helical manner.
상기 회전축은 내부에 에어가 유입될 수 있도록 중공이 형성되고, 상기 교반유닛은 최하측에 위치한 상기 고정채반 하측의 상기 회전축에 형성되며, 상기 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 연장되고, 내부에 상기 중공에 연통되는 연통로가 마련되며, 외주면에 상기 연통로를 통해 공급된 상기 에어가 상기 열분해 공간으로 분사되도록 다수의 분사공이 형성된 에어노즐과, 상기 회전축의 중공으로 에어를 공급할 수 있도록 상기 회전축에 설치된 에어공급부를 더 구비하는 것이 바람직하다. Wherein the rotation shaft is formed with a hollow to allow air to flow therein, and the stirring unit is formed on the rotation shaft on the lower side of the fixed tray, extending in a direction away from the rotation shaft, An air nozzle provided on an outer circumferential surface of the rotary shaft and having a plurality of spray holes for spraying the air supplied through the communication path into the pyrolysis space; It is preferable to further provide a part.
한편, 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 상기 제1유전발열체의 외주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제1유전발열체의 외주면을 감싸도록 형성된 제1단열부재와, 상기 제1유전발열체의 내주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제1유전발열체의 내주면에 형성된 제1산화방지코팅층을 더 구비할 수도 있다. Meanwhile, the pyrolysis gasification and combustion apparatus using the microwave-assisted pyrolysis gas flow in the present invention includes a first heat insulating member formed to enclose the outer circumferential surface of the first dielectric heating body to block external air from contacting the outer circumferential surface of the first dielectric heating body, And a first antioxidant coating layer formed on an inner circumferential surface of the first dielectric heating body to prevent external air from contacting the inner circumferential surface of the first dielectric heating body.
또한, 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 상기 열분해 공간에 연통되게 상기 제1유전발열체에 연결되어 상기 유동가스를 연소시키는 가스연소유닛을 더 구비한다. In addition, the pyrolysis gasification and combustion apparatus using a microwave-assisted pyrolysis gas flow in the present invention further includes a gas combustion unit connected to the first dielectric heating body to communicate with the pyrolysis space to burn the flowing gas.
상기 가스연소유닛은 배기관에 의해 상기 열분해 공간에 연통되게 연결되며, 내부에 상기 배기관을 통해 공급된 상기 유동가스가 유입되는 연소공간이 마련되고, 상기 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 제2유전발열체와, 상기 제2유전발열체와 인접하게 설치되어 상기 제2유전발열체를 발열시키도록 상기 마이크로 웨이브를 발진시키는 제2마이크로파 발진기와, 상기 제2유전발열체의 연소공간으로 산소를 공급하는 산소공급부와, 상기 연소공간 내에서 상기 산소 및 유동가스를 교반시키기 위해 상기 산소 및 유동가스의 와류 및 난류 유동을 유도하는 와류발생부를 구비하는 것이 바람직하다. The gas combustion unit is connected to the pyrolysis space by an exhaust pipe and includes a combustion space in which the flowing gas supplied through the exhaust pipe flows, a second dielectric heating body that generates heat by the microwave, A second microwave oscillator provided adjacent to the second dielectric heating body to oscillate the microwave to generate heat of the second dielectric heating body; an oxygen supply unit configured to supply oxygen to the combustion space of the second dielectric heating body; And a vortex generating unit for inducing vortex and turbulent flow of the oxygen and the flowing gas to stir the oxygen and the flowing gas in the space.
상기 산소공급부는 일단이 상기 연소공간 내에 노출되도록 상기 제2유전발열체에 설치되고, 내부에 상기 산소가 유동하는 유동로가 마련되며, 일단면에는 상기 유동로를 통과하느 산소가 상기 연소공간으로 배출되도록 배출구가 마련된 주입관과, 상기 주입관에 설치되어 상기 주입관의 내부로 산소를 공급하는 산소공급부재를 구비하고, 상기 와류발생부는 상기 배출구를 통해 상기 유동로로 인입되어 상기 주입관에 회전가능하게 설치되는 와류축과, 상기 주입관 외측의 상기 와류축에 설치되며, 상기 배출구를 통해 배출되는 상기 산소를 상기 제2유전발열체의 내주면 측으로 유동하여 상기 연소공간 내에 상기 산소의 와류를 유도하는 적어도 하나의 와류콘과, 상기 와류축에 설치되어 상기 와류축을 회전시키는 와류 구동부를 구비한다. Wherein the oxygen supply part is provided in the second dielectric heating element so that one end thereof is exposed in the combustion space, and a flow path through which the oxygen flows is provided, and at one end, oxygen passing through the flow path is discharged into the combustion space And an oxygen supply member installed in the injection tube and supplying oxygen to the inside of the injection tube. The vortex generating unit is connected to the flow path through the discharge port, And the oxygen discharged through the discharge port flows to the inner circumferential surface side of the second dielectric heating body to induce a swirling of the oxygen in the combustion space At least one vortex cone, and a vortex driver installed on the vortex axis to rotate the vortex axis.
한편, 상기 가스연소유닛은 상기 제2유전발열체의 외주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제2유전발열체의 외주면을 감싸도록 형성된 제2단열부재와, 상기 제2유전발열체의 내주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제2유전발열체의 내주면에 형성된 제2산화방지코팅층을 더 구비한다. The gas burning unit may include a second heat insulating member formed to surround the outer circumferential surface of the second dielectric heating body so as to block outside air from contacting the outer circumferential surface of the second dielectric heating body, And a second anti-oxidation coating layer formed on an inner circumferential surface of the second dielectric heating body to prevent contact with the second dielectric heating body.
상기 제2유전발열체는 상기 연소공간이 길이방향을 따라 파형으로 형성된 것이 바람직하다. It is preferable that the second dielectric heating body is formed such that the combustion space has a waveform along the longitudinal direction.
한편, 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 상기 제1유전발열체에 설치되며, 상기 열분해공간에 투입된 상기 폐기물이 발화시 소화시킬 수 있는 소화유닛을 더 구비한다. The pyrolysis gasification combustion apparatus using microwave-assisted pyrolysis gasification according to the present invention further comprises a fire extinguishing unit installed in the first dielectric heating body and capable of extinguishing the waste introduced into the pyrolysis space.
상기 소화유닛은 상기 제1유전발열체에 설치되며, 발화된 상기 폐기물을 소화할 수 있도록 상기 열분해공간으로 모래를 투입하는 모래투입부와, 상기 제1유전발열체 내부에 설치되어 상기 열분해공간의 온도를 측정하는 온도측정센서와, 상기 온도측정센서를 통해 측정된 온도 데이터를 토대로 상기 열분해공간의 온도가 기설정된 온도 이상일 경우, 상기 폐기물이 발화상태로 판단하여 상기 열분해공간으로 상기 모래가 투입되도록 상기 모래투입부를 작동시키는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다. The digester unit is installed in the first dielectric heating body and includes a sand inlet for inputting sand into the pyrolysis space so as to extinguish the pyrolysis waste, And a control unit for controlling the temperature of the pyrolysis space based on the temperature data measured by the temperature measurement sensor so that the pyrolysis space is judged to be a pyrolysis state when the temperature of the pyrolysis space is above a predetermined temperature, And a control unit for operating the charging unit.
한편, 상기 제2유전발열체의 연소공간은 상기 유동가스의 체류시간을 연장시키기 위해 상기 유동가스의 이동거리를 증가시킬 수 있도록 지그재그 형태로 연장형성된 것이 바람직하다. It is preferable that the combustion space of the second dielectric heating body is formed in a zigzag shape so as to increase the moving distance of the flowing gas to extend the residence time of the flowing gas.
본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 마이크로 웨이브를 이용하여 제1유전발열체를 발열시켜 이를 열원을 이용하므로 다량의 폐기물을 소각, 탄화, 건류가스화, 가스화용융, 가스연료화를 연속적으로 수행할 수 있으며, 폐기물 뿐만 아니라 폐기물로부터 발생되는 유동가스를 연소시킬 수 있는 장점이 있다. The pyrolysis gasification combustion apparatus using a microwave-assisted pyrolysis gas-phase pyrotechnic according to the present invention generates heat of a first dielectric heating element by using a microwave, and by using a heat source, a large amount of waste is burned, carbonized, gasified, gasified, And it is possible to burn the flowing gas generated from the waste as well as the waste.
특히, 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 순간적으로 고열을 발생시키므로 방사능 폐기물이나 고엽제의 원료로 사용되는 피씨비에스(Polychlorinated Biphenyl: PCBs) 등과 같은 고위험성 폐기물을 보다 안전하게 처리할 수 있는 장점이 있다. Particularly, since the pyrolysis gasification combustion apparatus for pyrolysis gasified combustion using the microwave according to the present invention instantaneously generates high temperature, it is possible to more safely and efficiently carry out high-risk waste such as PCBs, which are used as raw materials for radioactive wastes and defoliants There is an advantage that it can be processed.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치에 대한 단면도이고,
도 2는 도 1의 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치의 교반유닛에 대한 사시도이고,
도 3은 도 1의 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치의 가스연소유닛에 대한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 거륜가스 유동상 가스화 연소장치에 대한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치에 대한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치에 대한 단면도이다. FIG. 1 is a cross-sectional view of a pyrolysis gasification combustion apparatus using a microwave-assisted pyrolysis gas flow according to the present invention,
FIG. 2 is a perspective view of a stirring unit of a pyrolysis gasification combustion apparatus of a dry gas flow type using microwave of FIG. 1,
FIG. 3 is a perspective view of the gas combustion unit of the pyrolysis gasification combustion apparatus of the present invention,
FIG. 4 is a cross-sectional view of a gas-fired combustion apparatus for a carbon monoxide gas-phase fluidized bed using microwave according to another embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a cross-sectional view of a pyrolysis gasification combustion apparatus for a dry gas flow in a microwave, according to another embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a cross-sectional view of a pyrolysis gasification combustion apparatus according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치를 더욱 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a microwave-assisted pyrolysis gasification combustion apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치(100)가 도시되어 있다. 1 to 3 show a pyrolysis and
도면을 참조하면, 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치(100)는 내부에 열분해 공간(111)이 형성되며, 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 제1유전발열체(110)와,상기 제1유전발열체(110)의 외주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제1유전발열체(110)의 외주면을 감싸도록 형성된 제1단열부재와, 상면에 상기 폐기물이 안착되되, 상기 열분해공간(111)을 상하방향으로 다수의 단위공간으로 분할할 수 있도록 상기 제1유전발열체(110)의 내부에 설치되는 다수의 고정채반(180)과, 상기 제1유전발열체(110)와 인접되게 설치되어 상기 제1유전발열체(110)가 발열되도록 상기 제1유전발열체(110)에 마이크로파를 주사하는 제1마이크로파 발진기(170)와, 상기 열분해 공간(111)에 열분해 연소화시키기 위한 폐기물을 공급하는 폐기물 공급유닛(210)과, 상기 제1유전발열체(110)에 설치되며, 상기 열분해 공간(111)으로 유입된 상기 폐기물을 교반시킴과 아울러 열분해 가스화 연소로 발생된 재를 상기 열분해 공간(111) 외부로 배출하는 교반유닛(300)과, 상기 열분해 공간(111)에 연통되게 상기 제1유전발열체(110)에 연결되며, 상기 폐기물의 열분해 가스화 연소시 발생하는 배기가스를 연소시키는 가스연소유닛을 구비한다. Referring to FIG. 1, a pyrolysis gasification and
제1유전발열체(110)는 상면이 개방된 원통형으로 형성되며, 바닥면 중앙에는 열분해 공간(111)에서 열분해 가스화 연소로 발생된 재가 외부로 배출될 수 있도록 배출공이 형성되어 있다. 또한, 제1유전발열체(110)는 상기 재가 배출공으로 용이하게 배출될 수 있도록 하부가 하방으로 갈수록 내경이 작아지도록 형성되는 것이 바람직하다. 제1유전발열체(110)는 후술되는 제1마이크로파 발진기(170)로부터 발진되는 마이크로 웨이브에 의해 가열되어 열분해 공간(111)의 온도를 500~1600℃로 높이며, 제1유전가열체(110)에 의해 온도가 높아지면서 열분해 공간(111)으로 유입된 폐기물은 열분해된 후 유동가스 내지 가스연료 상태로 배출된다. The first
또한, 제1유전발열체(110)의 상단에는 제1내열링(112)이 형성된다. 상기 제1내열링(112)은 제1유전발열체(110)의 상단 가장자리를 따라 환형으로 형성되며, 내열성이 우수한 내열 캐스타블로 형성되는 것이 바람직하다. In addition, a first heat-
그리고, 제1유전발열체(110)의 내주면에는 상기 제1유전발열체(110)의 내주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제1유전발열체(110)의 내주면에 제1산화방지코팅층(113)이 형성되어 있다. 상기 제1산화방지코팅층(113)은 열분해 공간(111)에 대응되는 제1내열링(112)의 내주면에도 형성된다. 상기 제1산화방지코팅층(113)은 이산화규소, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 어느 하나와 규산소다나트륨을 혼합하여 형성하는 것이 바람직하다. A first
또한, 제1유전발열체(110)는 재가 배출되는 배출공에 배출관(145)이 설치된다. 상기 배출관(145)은 제1유전발열체(110)로부터 하방으로 연장되며, 내부에 열분해 가스화 연소로 발생된 재가 유출되는 유출경로가 마련되어 있다. 이때, 배출관(145)은 하단이 제1유전발열체(110)의 하면보다 하방에 위치하도록 제1유전발열체(110)의 길이 보다 더 길게 하방으로 연장된다.The first
그리고, 제1유전발열체(110)의 외주면에는 제1유전발열체(110)가 산화되는 것을 방지할 수 있도록 제1외부코팅층(114)이 형성되어 있다. 상기 제1외부코팅층(114)은 마이크로파가 투과될 수 있도록 이산화규소, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 어느 하나와 규산소다나트륨이 혼합되어 형성되는 것이 바람직하다. A first
그리고, 제1유전발열체(110)의 상부에는 열분해 공간(111)을 개폐할 수 있도록 내열덮개(142)가 설치된다. 열분해 공간(111)에 노출되는 상기 내열덮개(142)의 하면에는 내열성이 우수한 내열금속소재로 형성된 내열판이 마련되어 있다. A heat-
제1단열부재는 제1유전발열체(110)의 외주면을 감싸도록 형성된 하부단열부(121)와, 내열덮개(142)의 상면을 감싸도록 형성된 상부단열부(122)와, 상기 하부단열부(121) 및 상부단열부(122)에 불활성 가스를 제공하는 가스탱크(130)를 구비한다. The first heat insulating member includes a lower
하부단열부(121)는 제1유전발열체(110)의 외주면을 감싸도록 형성된 제1단열체(123)와, 제1단열체(123)의 외주면을 감싸도록 형성된 제1단열커버(124)를 구비한다. 제1단열체(123)는 가스탱크(130)로부터 공급된 불활성 가스가 충진될 수 있도록 다수의 공극이 마련된 유리섬유와 같은 단열소재로 형성된다. 제1단열커버(124)는 외부로 노출된 제1단열체(123)의 외주면을 감싸도록 형성되어 제1단열체(123)에 공급된 불활성 가스가 외부로 유출되는 것을 방지한다. 이때, 제1단열커버(124) 일측에는 제1단열체(123) 내부의 압력을 조절할 수 있도록 제1압력변이 설치되어 있다. The lower
이때, 제1단열커버(124)의 외주면에는 다수의 제1마이크로파 발진기(170)가 설치되는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that a plurality of
상부단열부(122)는 외부로 노출된 내열덮개(142)의 상면을 감싸도록 형성된 제2단열체(126)와, 제2단열체(126)의 외주면을 감싸도록 형성된 제2단열커버(127)를 구비한다. 제2단열체(126)는 가스탱크(130)로부터 공급된 불활성 가스가 충진될 수 있도록 다수의 공급이 마련된 유리섬유와 같은 단열소재로 형성된다. 제2단열커버(127)는 외부로 노출된 제2단열체(126)의 외주면을 감싸도록 형성되어 제2단열체(126)에 공급된 불활성 가스가 외부로 유출되는 것을 방지한다. 이때, 제2단열커버(127) 일측에는 제2단열체(126) 내부의 압력을 조절할 수 있도록 제2압력변이 설치되어 있다. The upper
가스탱크(130)는 복수의 가스공급관에 의해 제1 및 제2단열체(123,126)에 연결되어 있고, 내부에 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 가스가 충진되어 있다. 제1 및 제2단열체(123,126) 내부에 충진된 불활성 가스에 의해 제1유전발열체(110)가 산소와 접촉하여 산화되는 것을 방지한다. The
한편, 제1내열링(112)의 상단 및 배출관(145)의 하단에는 각각 제1 및 제2패킹부가 설치되어 있다. 상기 제1패킹부는 제1패킹링(미도시)과 제1금속링(151)을 구비한다. On the other hand, first and second packing portions are provided on the upper end of the first heat-
제1패킹링은 내열재로 형성되며, 제1내열링(112)의 상단에 각각 설치된다. 제1패킹링은 제1내열링(112)의 상단 가장자리에 대응되는 환형으로 형성되며, 제1내열링(112)의 상단 및 내열덮개(142)의 하단이 내부로 진입할 수 있게 진입홈이 형성되어 있다. 따라서, 제1패킹링은 제1내열링(112)의 상단을 감싸는 형태가 된다. The first packing ring is formed of a heat-resistant material, and is provided on the upper end of the first heat-
상기 제1금속링(151)은 제1내열링(112)에 설치된 제1패킹링의 상단면과 외주면을 감싸는 금속재로 이루어진다. 상기 언급된 바와 같이 구성된 제1금속링(151)은 제1단열체(123)의 상면을 가압하는 형태로 설치가 이루어진다. The
이렇게 제1패킹링과 제1금속링(151)이 제1내열링(112)의 상단부와 제1단열체(123)의 상단부를 가압 설치됨에 따라 제1내열링(112) 및 제1단열체(123)의 사이로 외부공기가 유입되어 제1유전발열체(110)의 외측이 산화되는 것을 방지하게 된다. When the first packing ring and the
그리고 제1패킹링은 도면에 도시되진 않았지만, 물이 순환할 수 있는 워터자켓 형태로 형성하여 고온으로 승온하는 제1유전발열체(110)에 대한 내열성을 증가시키도록 하는 것이 바람직하다. Although not shown in the drawing, the first packing ring is preferably formed in the form of a water jacket capable of circulating water to increase the heat resistance of the first
상기 제2패킹부는 제2패킹링(미도시)과 제2금속링(152)을 구비한다. The second packing portion has a second packing ring (not shown) and a
제2패킹링은 내열재로 형성되며, 배출관(145)의 하단에 설치된다. 제2패킹링은 배출관(145)의 하단 가장자리에 대응되는 환형으로 형성되며, 배출관(145)의 하단이 내부로 진입할 수 있게 진입홈이 형성되어 있다. 따라서, 제2패킹링은 배출관(145)의 하단을 감싸는 형태가 된다. The second packing ring is formed of a heat resistant material and is installed at the lower end of the
제2금속링(152)은 제2패킹링의 하단면과 외주면을 감싸는 금속재로 이루어지며, 제1단열체(123)의 하면과 배출관(145)을 가압하는 형태로 설치가 이루어진다. The
이렇게 제2패킹링과, 제2금속링(152)이 배출관(145)의 하단부와 제1단열체(123)의 하부를 가압 설치됨에 따라 배출관(145) 및 제1단열체(123)의 사이로 외부공기가 유입되어 제1유전발열체(110)의 외측이 산화되는 것을 방지하게 된다. The second packing ring and the
그리고 제2패킹링은 도면에 도시되진 않았지만 물이 순환할 수 있는 워터자켓 형태로 형성하여 고온으로 승온하는 제1유전발열체(110)와 배출관(145)에 대한 내열성을 증가시키도록 하는 것이 바람직하다. Although not shown in the drawing, the second packing ring is preferably formed in the form of a water jacket capable of circulating water so as to increase the heat resistance of the first
제1유전발열체(110)의 하부에는 폐기물을 열분해 가스화 연소하여 발생된 재가 수집될 수 있도록 수집호퍼(160)가 설치되어 있다. 상기 수집호퍼(160)는 상면이 개방되게 설치되며, 배출공에 대향되는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. A
한편, 도시된 예에서는 1개의 제1유전발열체(110)가 마련된 구조를 설명하였으나, 제1유전발열체(110)의 설치개수는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 2개 또는 다수개가 설치될 수도 있다.In the illustrated embodiment, the first
폐기물 공급유닛(210)은 하단부가 열분해 공간(111)으로 인입될 수 있도록 상부단열부(122) 및 내열덮개(142)를 관통되게 설치된 폐기물 공급관(211)과, 폐기물 공급관(211)의 상단에 연통되게 설치되며, 폐기물 공급관(211)을 통해 상기 열분해 공간(111)으로 폐기물을 공급할 수 있도록 내부에 폐기물이 수용되는 수용공간이 마련된 공급탱크와, 상기 공급관에 관통되게 설치되며, 상기 공급탱크 내의 폐기물을 열분해 공간(111)으로 공급할 수 있도록 외주면에 나선형의 나선깃이 마련된 스크류(212)와, 상기 스크류(212)를 회전시키는 회전부(213)를 구비한다. 상기 회전부(213)는 작동모터(214)와, 작동모터(341)의 구동축에 설치된 제1스프로켓(215)과, 스크류(212)의 상단에 설치된 제2스프로켓(216)과, 제1 및 제2스프로켓(215,216)에 연결된 제1연결체인(217)을 구비한다. The
고정채반(180)은 상기 열분해공간(111)을 상하방향으로 다수의 단위공간으로 분할할 수 있도록 다수개가 제1유전발열체(110) 내부에 상하방향으로 상호 이격되게 설치된다. 상기 고정채반(180)은 상면에 폐기물 공급유닛(210)으로부터 공급된 폐기물이 안착되며, 상기 폐기물의 열분해시 발생되는 유동가스(건류가스 또는 연소가스)가 통과될 수 있도록 다수의 배기공이 형성되어 있다. A plurality of fixed
또한, 고정채반(180)은 상면에 안착된 폐기물이 하방으로 배출될 수 있도록 배출부(181)가 형성되어 있다. 상기 배출부(181)는 상하방향으로 관통되며, 고정채반(180)의 중심으로부터 가장자리까지 연장되게 형성된다. In addition, the fixed
마이크로파에 의해 제1유전발열체(110)가 고온으로 가열되면, 열분해공간(111)에 투입된 폐기물은 열분해되어 유동가스가 발생된다. 이때, 열분해공간(111)이 밀폐되어 산소공급이 차단되면, 폐기물이 건류되어 건류가스가 발생되고, 산소가 공급되면 폐기물이 연소되어 연소가스가 발생된다. 상기 유동가스는 고정채반(180)들에 의해 분할된 다수의 단위공간들을 통과하여 순차적으로 가열되어 열분해된다. When the first
교반유닛(300)은 회전축(310), 다수의 교반부재(320), 나선블레이드(330), 교반 구동부(340), 에어노즐(361) 및 에어공급부(350)를 구비한다. The stirring
회전축(310)은 상기 배출관(145) 내에 관통되게 설치되며, 상하방향으로 연장된 환봉형으로 형성된다. 회전축(310)은 상단이 열분해 공간(111) 내로 인입되고, 하단은 수집호퍼(160) 내에 인입되도록 배출관(145)의 길이보다 더 길게 상하방향으로 연장되게 형성된다. 이때, 회전축(310)은 고정채반(180)들의 중심을 관통하여 회전가능하게 설치되는 것이 바람직하다. The
도면에 도시되진 않았지만, 회전축(310)은 지지유닛에 의해 하단이 수집호퍼(160)에 회전가능하게 설치된다. 상기 회전축(310)은 내열성이 우수한 알루미나 또는 지르코니아로 형성되는 것이 바람직하다. Although not shown in the drawing, the
회전축(310)은 하측 내부에 에어공급부(350)로부터 공급된 에어가 유동할 수 있도록 상하방향으로 연장된 중공(311)이 형성된다. The
교반부재(320)는 고정채반(180)의 상면에 인접된 위치의 회전축(310)에 각각 형성되며, 회전축(310)의 회전중심으로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 상기 교반부재(320)는 회전축(310)의 회전에 의해 고정채반(180) 상면에 안착된 폐기물을 교반하거나, 상기 폐기물 중 일부를 고정채반(180)의 배출부(181)를 통해 하방으로 배출시킨다. The stirring
나선블레이드(330)는 배출관(145)에 대향되는 회전축(310)의 하단부 외주면에 형성되며, 회전축(310)이 일방향으로 회전시 열분해 공간(111) 내의 재를 제1유전발열체(110) 외부로 이송시키고, 상기 회전축(310)이 타방향으로 회전시 제1유전발열체(110) 외부로의 폐기물 이송을 중단하도록 회전축(310)의 길이방향을 따라 나선형으로 연장형성된다. The
교반 구동부(340)는 수집호퍼(160) 내에 고정된 구동모터(341)와, 상기 구동모터(341)의 구동축에 설치된 구동스프로켓(342)과, 상기 회전축(310)의 하단부에 설치된 피동스프로켓(343)과, 구동스프로켓(342) 및 피동스프로켓(343)에 설치되어 구동모터(341)의 회전력을 상기 회전축(310)에 전달하는 전달체인(344)을 구비한다. 회전축(310)이 일방향으로 회전하도록 구동모터(341)를 작동시키면 회전축(310)에 형성된 나선블레이드(330)에 의해 열분해 공간(111) 내의 재가 수집호퍼(160)로 강제이송된다. 한편, 회전축(310)이 타방향으로 회전하도록 구동모터(341)를 역방향으로 작동시키면 회전축(310)에 형성된 나선블레이드(330)는 열분해 공간(111) 내로 인입되도록 재를 이송시키므로 재의 배출이 중단되고, 교반부재(320)에 의한 폐기물의 교반작업이 수행된다. The stirring
에어노즐(361)은 최하측에 위치한 상기 고정채반(180) 하측의 상기 회전축(310)에 형성되며, 상기 회전축(310)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되고, 내부에 상기 중공(311)에 연통되는 연통로가 마련되며, 외주면에 상기 연통로를 통해 공급된 상기 에어가 상기 열분해 공간으로 분사되도록 다수의 분사공이 형성되어 있다. 상기 분사공은 에어노즐(361)의 상측 및 하측 외주면에 형성되는 것이 바람직하다. The
에어공급부(350)는 회전축(310) 내부에 에어를 공급하는 것으로서, 로터리 조인트에 의해 중공(311)에 연통되게 설치된 에어공급관(351)과, 상기 에어공급관(351)에 설치되어 중공(311)으로 에어를 공급하는 에어공급장치(352)를 구비한다. 에어공급장치(352)는 콤프레셔와 같이 외기를 열분해 공간(111) 내로 주입하는 장치는 무엇이든 가능하다. The
이때, 관리자는 폐기물을 연소시킬 경우, 에어노즐(361)을 통해 열분해공간(111)으로 에어가 공급되도록 에어공급부(350)로 회전축(310)의 중공에 에어를 공급하고, 폐기물을 건류시킬 경우, 열분해공간(111)으로 에어공급이 차단되도록 에어공급부(350)의 작동을 정지시킨다. At this time, when the waste is burned, the manager supplies air to the hollow of the
상기 언급된 바와 같이 구성된 상기 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치(100)는 폐기물을 열분해 가스화 연소시키는 것으로서, 폐기물을 소각, 탄화, 건류가스화, 가스화용융 또는 가스 연료화시킨다. 상기 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치(100)는 마이크로 웨이브를 이용하여 제1유전발열체(110)를 발열시켜 이를 열원을 이용하고, 폐기물 공급유닛(210)을 통해 폐기물을 주입하므로 다량의 폐기물의 열분해 가스화 연소작업을 연속적으로 수행할 수 있으며, 제1산화방지코팅층(113)을 통해 제1유전발열체(110)가 산화되는 것을 방지하여 장치의 사용수명을 증가시키는 장점이 있다. The microwave-assisted pyrolysis gas-fired
한편, 가스연소유닛(400)을 상세히 설명하면 다음과 같다. The
가스연소유닛(400)은 제2유전발열체(411), 제2단열부재(412), 제2마이크로파 발진기(430), 산소공급부(440) 및 와류발생부(450)를 구비한다. The
제2유전발열체(411)는 내부에 연소공간(413)이 마련되며, 상하면이 개방되되, 상하방향으로 소정길이 연장된 원통형으로 형성된다. 제2유전발열체(411)는 제2마이크로파 발진기(430)로부터 발진되는 마이크로 웨이브에 의해 가열되어 연소공간(413)의 온도를 1100~1800℃로 높이며, 제2유전발열체(411)에 의해 온도가 높아지면서 연소공간(413)으로 유입된 유동가스는 열분해 연소된 후 배출된다. The second
그리고, 제2유전발열체(411)의 내주면에는 상기 제2유전발열체(411)의 내주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제2유전발열체(411)의 내주면에 제2산화방지코팅층(431)이 형성되어 있다. 상기 제2산화방지코팅층(431)은 이산화규소, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 어느 하나와 규산소다나트륨을 혼합하여 형성하는 것이 바람직하다. A second
또한, 제2유전발열체(411)의 외주면에는 제1유전발열체(411)가 산화되는 것을 방지할 수 있도록 제2외부코팅층(432)이 형성되어 있다. 상기 제2외부코팅층(432)은 마이크로파가 투과될 수 있도록 이산화규소, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 어느 하나와 규산소다나트륨이 혼합되어 형성되는 것이 바람직하다. In addition, a second
제2단열부재(412)는 제2유전발열체(411)의 외주면 및 상면을 감싸도록 형성된 제3단열체(414)와, 제3단열체(414)의 외측면을 감싸도록 형성된 제3단열커버(415)와, 제3단열체(414)에 불활성 가스를 공급하는 보조탱크(416)를 구비한다. The second
제3단열체(414)는 보조탱크(416)로부터 공급된 불활성 가스가 충진될 수 있도록 다수의 공극이 마련된 세라믹 섬유와 같은 단열소재로 형성된다. 제3단열커버(415)는 외부로 노출된 제3단열체(414)의 측면을 감싸도록 형성되어 제3단열체(414)에 공급된 불활성 가스가 외부로 유출되는 것을 방지한다. 이때, 제3단열커버(415) 일측에는 제3단열체(414) 내부의 압력을 조절할 수 있도록 제3압력변이 설치되어 있다. The third
이때, 제3단열체(414)의 상측 내부에는 열분해 공간(111)에 연통되는 배기관(401)이 설치되어 있다. 상기 배기관(401)은 일단이 상기 연소공간(413)에 연통되고, 타단은 제2단열체(123)를 관통하여 열분해공간(111)에 연통되게 제1유전발열체(110)에 설치된다. 배기관(401)을 통해 열분해 공간(111) 내의 배기가스가 제2유전발열체(411) 내부의 연소공간(413)으로 유입된다. At this time, an
보조탱크(416)는 보조공급관에 의해 제3단열체(414)에 연결되어 있고, 내부에 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 가스가 충진되어 있다. 제3단열체(414) 내부에 충진된 불활성 가스에 의해 제2유전발열체(411) 및 제3단열체(414)가 산소와 접촉하여 산화되는 것을 방지한다. The
한편, 제2유전발열체(411)의 상하단 및 제3단열체(414) 사이에는 제3패킹링(미도시) 및 제3금속링(421)이 설치되어 있다. 제3패킹링은 내열재로 형성되며, 제2유전발열체(411)의 상하단 가장자리에 대응되는 환형으로 형성되며, 제2유전발열체(411)의 상하단이 내부로 진입할 수 있게 진입홈이 형성되어 있다. 따라서, 제3패킹링은 제2유전발열체(411)의 상하단을 감싸는 형태가 된다. A third packing ring (not shown) and a
제3금속링(421)은 제3패킹링의 외주면을 감싸는 금속재로 이루어지며, 제3단열체(414)와 제2유전발열체(411)의 후단을 가압하는 형태로 설치가 이루어진다. 이렇게 제3패킹링과 제3금속링(421)은 제2유전발열체(411) 및 제3단열체(414)의 후단부를 가압 설치됨에 따라 제2유전발열체 및 제3단열체(414)의 사이로 외부공기가 유입되어 제2유전발열체(411)의 외측이 산화되는 것을 방지하게 된다. The
그리고 제3패킹링은 도면에 도시되진 않았지만, 물이 순환될 수 있는 워터자켓 형태로 형성하여 고온으로 승온하는 제2유전발열체(411))에 대한 내열성을 증가시키도록 하는 것이 바람직하다. And the third packing ring is not shown in the drawing, it is preferable to increase the heat resistance of the second
또한, 제2유전발열체(411)의 하부에는 유동가스 중에 포함된 재를 수집할 수 있도록 배출호퍼(417)가 설치되어 있다. In addition, a
산소공급부(440)는 전단부가 상기 연소공간(413) 내에 노출되도록 상기 제2유전발열체(411)에 설치되며, 내부에 상기 산소가 유동하는 유동로가 마련되며, 하면에는 상기 유동로를 통과하는 산소가 상기 연소공간(413)으로 배출되도록 배출구가 마련된 주입관(441)과, 상기 유동로에 연통되게 상기 주입관(441)에 설치되어 상기 주입관(441)으로 상기 산소를 공급하는 산소공급부재(442)를 구비한다. The oxygen supply unit 440 is installed in the second
주입관(441)은 상하방향으로 연장되며, 하단부가 연소공간(413)으로 인입되도록 제3단열체(414)의 상부를 관통되게 설치된다. The
산소공급부재(442)는 산소공급관(443)에 의해 주입관(441)의 유동로에 연통되게 설치되며, 내부에 산소가 충진된 것이 바람직하다. 상기 산소공급부재(442)로부터 공급된 산소는 제2유전발열체(411)의 연소공간(413)으로 공급되어 고온으로 가열된 배기가스를 연소시킨다. It is preferable that the
와류발생부(450)는 상기 배출구를 통해 상기 유동로로 인입되며, 상기 주입관(441)에 회전가능하게 설치되는 와류축(451)과, 주입관(441) 외측의 와류축(451)에 설치되며, 배출구를 통해 배출되는 상기 산소를 상기 제2유전발열체(411)의 내주면 측으로 유동하여 연소공간(413) 내에 산소의 와류를 유도하는 다수의 와류콘(452)과, 상기 와류축(451)에 서치되어 상기 와류축(451)을 회전시키는 와류 구동부(453)를 구비한다. The
와류축(451)은 상하방향으로 연장형성되며, 주입관(441) 내부를 관통하도록 설치된다. The
와류콘(452)은 다수개가 상하방향을 따라 상호 이격된 위치의 와류축(451)에 각각 설치되며, 용이하게 산소를 유도할 수 있도록 하방으로 갈수록 외경이 확장되는 원뿔형으로 형성된다. A plurality of
또한, 와류콘(452)는 외주면에 다수의 발산돌기(454)가 형성되어 있다. 상기 발산돌기(454)는 다수개가 와류콘(452)의 원주방향을 따라 상호 이격되고, 와류콘(452)의 외주면으로부터 상방으로 돌출된다. 이때, 발산돌기(454)는 와류콘의 중심으로부터 가장자리까지 만곡되게 연장형성된다. The
와류 구동부(453)는 와류축(451)의 상단부에 체결된 제3스프로켓(455)과, 제3단열커버(415)의 상면에 설치되어 회전력을 발생시키는 회전모터(456)와, 상기 회전모터(456)의 구동축에 설치되는 제4스프로켓(457)과, 상기 제3 및 제4스프로켓(455,457)에 연결되어 회전모터(456)의 회전력을 와류축(451)에 전달하는 제2연결체인(458)을 구비한다. The
와류 구동부(453)에 의해 와류콘(452)는 회전하여 배출구로부터 배출되는 산소에 와류를 발생시키므로 연소공간(413)으로 유입된 유동가스와 산소와의 혼합효율을 향상시킨다. The
한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제2유전발열체(522)가 도시되어 있다. 4, a second
앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다. Elements having the same functions as those in the previous drawings are denoted by the same reference numerals.
도면을 참조하면, 제2유전발열체(522)는 상기 연소공간(413)이 길이방향을 따라 파형으로 형성된다. 이때, 와류축(451)에는 1개의 와류콘(452)이 설치되며, 연소공간(413)에는 다수의 와류콘(452)이 설치되는 로드(523)가 마련된다. Referring to the drawing, the second
상기 로드(523)는 상하방향으로 연장되되, 연소공간(413)에 대응되게 파형으로 만곡되게 형성되며, 상하방향을 따라 다수의 와류콘(452)이 상호 이격되게 설치된다. 상기 로드(523)는 도면에 도시되진 않았지만, 지지유닛(미도시)에 의해 연소공간(413)의 중앙부에 위치하는 것이 바람직하다. The
상기 언급된 바와 같이 연소공간(413)이 파형으로 형성되므로 와류콘(452)에 의해 유도된 산소가 만곡된 제2유전발열체(522)의 내측면에 충돌하여 보다 용이하게 와류가 발생된다. As described above, since the
한편, 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치(500)가 도시되어 있다. FIG. 5 shows a pyrolysis
도면을 참조하면, 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치(500)는 상기 제1유전발열체(110)에 설치되며, 상기 열분해공간(111)에 투입된 상기 폐기물이 발화시 소화시킬 수 있는 소화유닛(510)을 더 구비한다. Referring to FIG. 1, a pyrolysis gasification and
소화유닛(510)은 상기 제1유전발열체(110)에 설치되며, 발화된 상기 폐기물을 소화할 수 있도록 상기 열분해공간(111)으로 모래를 투입하는 모래투입부(511)와, 상기 제1유전발열체(110) 내부에 설치되어 상기 열분해공간의 온도를 측정하는 온도측정센서(512)와, 상기 온도측정센서(512)를 통해 측정된 온도 데이터를 토대로 상기 열분해공간(111)의 온도가 기설정된 온도 이상일 경우, 상기 폐기물이 발화상태로 판단하여 상기 열분해공간(111)으로 상기 모래가 투입되도록 상기 모래투입부(511)를 작동시키는 제어부(513)를 구비한다. The
상기 모래투입구는 투입관(516)을 통해 상기 열분해공간(111)에 연통되게 상기 제1유전발열체(110) 상부에 설치되며, 내부에 다량의 모래가 수용되는 내부공간이 마련된 모래저장호퍼(514)와, 상기 투입관(516)에 설치되어 상기 투입관(516)의 내부유로를 개폐하는 개폐부재(515)를 구비한다. The sand inlet is installed on the first
상기 개폐부재(515)는 도면에 도시되진 않았지만, 상기 투입관(516)의 내부유로를 개폐할 수 있도록 상기 투입관(516)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 개폐판과, 상기 개폐판의 단부에 설치되어 상기 개폐판을 이동시키는 이동부재를 구비한다. 상기 이동부재는 제어부(513)에 의해 작동되어 개폐판을 이동시킨다. Although not shown in the drawing, the opening and closing
상기 언급된 바와 같이 구성된 소화유닛(510)은 온도측정센서(512)를 통해 측정된 온도 데이터가 기설정된 값 이상일 경우, 폐기물의 발화상태로 판단하여 열분해공간(111)으로 모래를 투입한다. 이때, 모래는 고온상태에서 물과 같이 증발하지 않고, 폐기물을 덮어 폐기물로의 산소 공급을 차단하여 보다 안정적으로 폐기물을 소화시킨다. When the temperature data measured through the
또한, 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 순간적으로 1250℃ 이상의 고열을 발생시키므로 방사능 폐기물이나 고엽제의 원료로 사용되는 피씨비에스(Polychlorinated Biphenyl: PCBs) 등과 같은 고위험성 폐기물을 보다 안전하게 처리할 수 있는 장점이 있다. In addition, since the pyrolysis gasification combustion apparatus for pyrolysis gasified combustion using the microwave according to the present invention instantaneously generates a high temperature of 1250 DEG C or more, it can be used as a high-risk waste material such as a Polychlorinated Biphenyl (PCBs) used as a raw material for radioactive waste or a defoliant Can be processed more safely.
한편, 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제2유전발열체(611)가 도시되어 있다. 6 shows a second
도면을 참조하면, 제2유전발열체(611)는 연소공간(413)이 상기 유동가스의 체류시간을 연장시키기 위해 상기 유동가스의 이동거리를 증가시킬 수 있도록 지그재그 형태로 형성되기 위해 내부에 제1가이드판(612) 및 제2가이드판(613)이 설치되어 있다. Referring to the drawing, the second
이때, 제2유전발열체(611)는 상하면은 폐쇄되되, 상측면에 상기 배기관(401)의 단부에 연통되는 연통공이 형성되고, 하측면에는 배출호퍼에 연통되는 배출공이 형성되어 있다. At this time, the second
상기 제1가이드판(612)은 연소공간(413)을 구획할 수 있도록 상단이 배출공에 인접된 위치의 제2유전발열체(611)의 천장면에 형성되며, 연소공간(413)의 폭에 대응되는 폭을 갖도록 형성된다. 상기 제1가이드판(612)은 상하방향으로 연장되되, 하측으로 유동가스가 통과되는 통과유로가 형성되도록 하단부가 제2유전발열체(611)의 바닥면보다 상측으로 이격되게 형성되는 것이 바람직하다. The
제2가이드판(613)은 제1가이드판(612)에 대해 상기 배출공으로부터 멀어지는 방향으로 이격된 위치의 상기 제2유전발열체(611)의 바닥면에 형성되며, 연소공간(413)을 구획할 수 있도록 연소공간(413)의 폭에 대응되는 폭을 갖도록 형성된다. 상기 제2가이드판(613)은 상하방향으로 연장되되, 상측으로 유동가스가 통과되는 유로가 형성될 수 있도록 상단부가 제2유전발열체(611)의 천장면보다 하측으로 이격되게 형성되는 것이 바람직하다. The
이때, 상기 제1 및 제2가이드판(612,613)은 고온에 의한 산화를 방지하기 위해 내열성이 우수한 내열캐스타블, 알루미나, 지르코이아로 형성될 수 있고, 알루미나 및 지르코니아 중 적어도 어느 하나와 규산소다나트륨을 혼합하여 형성될 수도 있다. The first and
상기 언급된 바와 같이 제2유전발열체(611)는 제1가이드판(612) 및 제2가이드판(613)에 의해 연소공간(413)이 지그재그형태로 형성되므로 연소공간(413)으로 유입된 유동가스의 체류시간이 연장되어 피씨비에스(PCBs)와 같은 유독물질이 연소되는 데 충분한 시간을 제공한다. Since the
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
100: 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치
110: 제1유전발열체
113: 제1산화방지코팅층
114: 제1외부코팅층
170: 제1마이크로파 발진기
180: 고정채반
181: 배출부
210: 폐기물 공급유닛
212: 스크류
231: 회전부
300: 교반유닛
310: 회전축
320: 교반부재
330: 나선블레이드
340: 교반구동부
361: 에어노즐
350: 에어공급부
400: 가스연소유닛
411: 제2유전발열체
417: 배출호퍼
430: 제2마이크로파 발진기
440: 산소공급부
450: 와류발생부100: Microwave-assisted pyrolysis gasifier
110: first dielectric heating element
113: first antioxidant coating layer
114: first outer coating layer
170: first microwave oscillator
180: Fixed Tape
181:
210: waste supply unit
212: Screw
231:
300: stirring unit
310:
320: stirring member
330: Spiral blade
340:
361: Air nozzle
350:
400: gas combustion unit
411: second dielectric heating element
417: discharge hopper
430: second microwave oscillator
440: oxygen supply section
450: vortex generator
Claims (13)
상면에 상기 폐기물이 안착될 수 있도록 상기 열분해공간에 상하방향으로 상호 이격되게 설치되며, 상기 폐기물의 열분해시 발생되는 유동가스가 통과될 수 있도록 다수의 배기공이 형성된 다수의 고정채반과,
상기 제1유전발열체의 내부에 설치되어 상기 고정채반의 상면에 안착된 상기 폐기물을 교반하는 교반유닛과;
상기 제1유전발열체에 인접되게 설치되며, 상기 폐기물 및 유동가스를 열분해할 수 있도록 상기 제1유전발열체가 발열되게 상기 제1유전발열체에 마이크로파를 주사하는 제1마이크로파 발진기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
A first dielectric heating element for generating heat by microwave heating and forming a pyrolysis space for pyrolysis by introducing waste therein;
A plurality of fixed trays spaced from each other in a vertical direction in the pyrolysis space so as to allow the waste to be seated on the upper surface thereof and having a plurality of exhaust holes through which the flowing gas generated during pyrolysis of the waste passes,
A stirring unit installed inside the first dielectric heating element and stirring the waste placed on the upper surface of the fixing table;
And a first microwave oscillator provided adjacent to the first dielectric heating body and scanning the microwave to the first dielectric heating body so that the first dielectric heating body is heated so as to pyrolyze the waste and the flowing gas, Pyrolysis Gasification Combustion Apparatus Using Microwave.
상기 교반유닛은
상기 고정채반들을 관통하도록 상하방향으로 연장되며, 상기 제1유전발열체에 회전가능하게 결합된 회전축과,
상기 고정채반들의 상면에 인접된 위치의 회전축에 형성되며, 상기 회전축의 회전중심으로부터 멀어지는 방향으로 연장된 교반부재와,
상기 회전축에 설치되어 상기 회전축을 회전시키는 교반 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
The method according to claim 1,
The stirring unit
A rotating shaft extending in the up-and-down direction so as to penetrate through the fixed trays and rotatably coupled to the first dielectric heating body;
An agitating member formed on a rotary shaft at a position adjacent to the upper surface of the fixed wickets and extending in a direction away from the rotation center of the rotary shaft;
And a stirrer driving unit installed on the rotating shaft for rotating the rotating shaft.
상기 회전축은 상기 폐기물의 열분해 완료시 발생되는 재가 배출되기 위해 상기 유전발열체에 형성된 배출공에 회전가능하게 삽입되고,
상기 교반유닛은 상기 배출공에 인접된 상기 회전축 외주면에 형성되는 것으로서, 상기 회전축이 일반향으로 회전시 상기 열분해 공간에 수용된 재를 상기 제1유전발열체 외부로 이송시키고, 상기 회전축이 타방향으로 회전시 상기 제1유전발열체 외부로 상기 재의 이송이 중단되도록 상기 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 연장된 나선블레이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the rotary shaft is rotatably inserted into a discharge hole formed in the dielectric heating element for discharging ash generated upon completion of pyrolysis of the waste,
Wherein the stirring unit is formed on an outer circumferential surface of the rotating shaft adjacent to the discharge hole and transfers the material contained in the pyrolysis space to the outside of the first dielectric heating body when the rotating shaft rotates in a general direction, Further comprising a spiral blade extending spirally along the longitudinal direction of the rotary shaft so as to stop the transfer of the ash from the first dielectric heating element to the outside of the first dielectric heating element.
상기 회전축은 내부에 에어가 유입될 수 있도록 중공이 형성되고,
상기 교반유닛은
최하측에 위치한 상기 고정채반 하측의 상기 회전축에 형성되며, 상기 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 연장되고, 내부에 상기 중공에 연통되는 연통로가 마련되며, 외주면에 상기 연통로를 통해 공급된 상기 에어가 상기 열분해 공간으로 분사되도록 다수의 분사공이 형성된 에어노즐과,
상기 회전축의 중공으로 에어를 공급할 수 있도록 상기 회전축에 설치된 에어공급부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
The method of claim 3,
The rotating shaft is hollowed to allow air to flow therein,
The stirring unit
And the air supplied to the outer circumferential surface through the communication path is guided to the outer circumferential surface of the rotating shaft by the air supplied to the outer circumferential surface of the rotating shaft, An air nozzle having a plurality of injection holes formed therein so as to be injected into the pyrolysis space,
Further comprising an air supply unit provided on the rotary shaft so as to supply air to the hollow shaft of the rotary shaft.
상기 제1유전발열체의 외주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제1유전발열체의 외주면을 감싸도록 형성된 제1단열부재와;
상기 제1유전발열체의 내주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제1유전발열체의 내주면에 형성된 제1산화방지코팅층;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
A first heat insulating member formed to surround the outer circumferential surface of the first dielectric heating element to prevent external air from contacting the outer circumferential surface of the first dielectric heating element;
And a first anti-oxidation coating layer formed on an inner circumferential surface of the first dielectric heating body to block outside air from contacting the inner circumferential surface of the first dielectric heating body. Device.
상기 열분해 공간에 연통되게 상기 제1유전발열체에 연결되어 상기 유동가스를 연소시키는 가스연소유닛;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
And a gas combustion unit connected to the first dielectric heating body so as to communicate with the pyrolysis space to burn the fluidized gas, wherein the pyrolysis gasification combustion unit is a pyrolysis gasification combustion unit.
상기 가스연소유닛은
배기관에 의해 상기 열분해 공간에 연통되게 연결되며, 내부에 상기 배기관을 통해 공급된 상기 유동가스가 유입되는 연소공간이 마련되고, 상기 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 제2유전발열체와,
상기 제2유전발열체와 인접하게 설치되어 상기 제2유전발열체를 발열시키도록 상기 마이크로 웨이브를 발진시키는 제2마이크로파 발진기와,
상기 제2유전발열체의 연소공간으로 산소를 공급하는 산소공급부와,
상기 연소공간 내에서 상기 산소 및 유동가스를 교반시키기 위해 상기 산소 및 유동가스의 와류 및 난류 유동을 유도하는 와류발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
The method according to claim 6,
The gas-
A second dielectric heating element connected to the pyrolysis space by an exhaust pipe and provided with a combustion space into which the flowing gas supplied through the exhaust pipe flows,
A second microwave oscillator provided adjacent to the second dielectric heating body to oscillate the microwave to generate heat of the second dielectric heating body;
An oxygen supply unit for supplying oxygen to the combustion space of the second dielectric heater,
And a vortex generating unit for inducing eddy and turbulent flow of the oxygen and the flowing gas to stir the oxygen and the flowing gas in the combustion space.
상기 산소공급부는
일단이 상기 연소공간 내에 노출되도록 상기 제2유전발열체에 설치되고, 내부에 상기 산소가 유동하는 유동로가 마련되며, 일단면에는 상기 유동로를 통과하는 산소가 상기 연소공간으로 배출되도록 배출구가 마련된 주입관과,
상기 주입관에 설치되어 상기 주입관의 내부로 산소를 공급하는 산소공급부재를 구비하고,
상기 와류발생부는
상기 배출구를 통해 상기 유동로로 인입되어 상기 주입관에 회전가능하게 설치되는 와류축과,
상기 주입관 외측의 상기 와류축에 설치되며, 상기 배출구를 통해 배출되는 상기 산소를 상기 제2유전발열체의 내주면 측으로 유동하여 상기 연소공간 내에 상기 산소의 와류를 유도하는 적어도 하나의 와류콘과,
상기 와류축에 설치되어 상기 와류축을 회전시키는 와류 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
8. The method of claim 7,
The oxygen supply unit
And a flow path through which the oxygen flows is provided in the second dielectric heating body so that one end thereof is exposed in the combustion space, and one end surface is provided with a discharge port so that oxygen passing through the flow path is discharged to the combustion space The injection tube,
And an oxygen supply member installed in the injection tube and supplying oxygen into the injection tube,
The vortex generating unit
A vortex shaft that is drawn into the flow path through the discharge port and is rotatably installed in the injection tube,
At least one vortex cone installed at the vortex axis outside the injection tube and flowing oxygen to the inner circumferential surface of the second dielectric heating element to discharge the oxygen discharged through the discharge port to induce vortex of the oxygen in the combustion space;
And a vortex drive unit installed on the vortex axis for rotating the vortex axis.
상기 가스연소유닛은
상기 제2유전발열체의 외주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제2유전발열체의 외주면을 감싸도록 형성된 제2단열부재와,
상기 제2유전발열체의 내주면에 외기가 접촉하는 것을 차단하기 위해 상기 제2유전발열체의 내주면에 형성된 제2산화방지코팅층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
8. The method of claim 7,
The gas-
A second heat insulating member formed to surround the outer circumferential surface of the second dielectric heating element to prevent external air from contacting the outer circumferential surface of the second dielectric heating element;
Further comprising a second antioxidant coating layer formed on an inner circumferential surface of the second dielectric heating element to prevent the outside air from contacting the inner circumferential surface of the second dielectric heating element. .
상기 제2유전발열체는 상기 연소공간이 길이방향을 따라 파형으로 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
10. The method of claim 9,
And the second dielectric heating element is formed such that the combustion space has a waveform along the longitudinal direction.
상기 제1유전발열체에 설치되며, 상기 열분해공간에 투입된 상기 폐기물이 발화시 소화시킬 수 있는 소화유닛;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
The method according to claim 1,
And a fire extinguishing unit installed in the first dielectric heating body and capable of extinguishing the waste introduced into the pyrolysis space during the ignition of the pyrolysis gasification burning gas.
상기 소화유닛은
상기 제1유전발열체에 설치되며, 발화된 상기 폐기물을 소화할 수 있도록 상기 열분해공간으로 모래를 투입하는 모래투입부와,
상기 제1유전발열체 내부에 설치되어 상기 열분해공간의 온도를 측정하는 온도측정센서와,
상기 온도측정센서를 통해 측정된 온도 데이터를 토대로 상기 열분해공간의 온도가 기설정된 온도 이상일 경우, 상기 폐기물이 발화상태로 판단하여 상기 열분해공간으로 상기 모래가 투입되도록 상기 모래투입부를 작동시키는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
12. The method of claim 11,
The fire extinguishing unit
A sand input unit installed in the first dielectric heating body for inputting sand into the pyrolysis space so as to extinguish the pyrolyed waste;
A temperature measuring sensor installed in the first dielectric heating body to measure a temperature of the pyrolysis space;
And a control unit for operating the sand input unit so that the waste is ignited and the sand is introduced into the pyrolysis space when the temperature of the pyrolysis space is higher than a predetermined temperature based on the temperature data measured through the temperature measurement sensor Wherein the pyrolysis gasification combustion apparatus is a pyrolysis gas-phase pyrolysis gas-phase pyrolysis gasification combustion apparatus using a microwave.
상기 제2유전발열체의 연소공간은 상기 유동가스의 체류시간을 연장시키기 위해 상기 유동가스의 이동거리를 증가시킬 수 있도록 지그재그 형태로 연장형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the combustion space of the second dielectric heating body is formed in a zigzag shape so as to increase the moving distance of the flowing gas to extend the residence time of the flowing gas. Device.
Priority Applications (2)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106338067A (en) * | 2016-03-14 | 2017-01-18 | 四川宏图普新微波科技有限公司 | Solid organic material cracking system |
| CN106338066A (en) * | 2016-03-14 | 2017-01-18 | 四川宏图普新微波科技有限公司 | Solid organic material cracking method and system |
| CN106338066B (en) * | 2016-03-14 | 2018-12-07 | 四川宏图普新微波科技有限公司 | A kind of cleavage method and system of solid organic material |
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| Publication number | Publication date |
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| WO2015186866A1 (en) | 2015-12-10 |
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