KR101536277B1 - 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 폐기물, 감염성 폐기물, 피씨비에스와 같은 지정 폐기물, 및 저급연료, 하수슬러지를 소각, 탄화, 건류가스화, 가스화용융 또는 가스 연료화시키는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pyrolysis gasification and combustion apparatus for a pyrolysis gasified fluidized bed using a microwave, and more particularly to a pyrolysis gasification pyrolysis apparatus using a microwave- And more particularly, to a pyrolysis gasification combustion apparatus for pyrolysis gasification using a microwave for incineration, carbonization, dry gasification, gasification melting or gasification of sewage sludge.
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 폐기물과 저급연료를 소각, 탄화, 건류가스화, 가스화용융, 가스연료화를 연속적으로 수행할 수 있으며, 폐기물과 저급연료 뿐 아니라 폐기물과 저급연료로부터 발생되는 유동가스를 연소시킬 수 있는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치를 제공하는데 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 an apparatus and method for continuously performing waste incineration, carbonization, dry gasification, gasification melting and gasification of waste and low-grade fuel using a dielectric heating element, And to provide a pyrolysis gasification combustion apparatus for a pyrolysis gas-phase gas flow using a microwave capable of burning a fluid gas generated from waste and low-grade fuel as well as low-grade fuel.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 내부에 연소대상물이 투입되어 열분해되기 위한 열분해공간이 형성되며, 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 제1유전발열체와, 상기 제1유전발열체에 회전가능하게 설치되는 회전축과, 상기 열분해 공간으로 투입된 상기 연소대상물이 상면이 안착될 수 있도록 상기 회전축에 고정되며, 상기 연소대상물의 열분해시 발생되는 유동가스 및 상기 연소대상물이 통과될 수 있도록 관통구가 형성되되, 상면에 안착된 상기 연소대상물이 회전중심 측으로 수집될 수 있도록 상기 회전축에 인접된 일단부가 상기 제1유전발열체의 내측면에 인접된 타단부보다 하측에 위치하도록 경사지게 형성된 적어도 하나의 회전날개와, 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축을 회전시키는 회전구동부와, 상기 제1유전발열체에 인접되게 설치되며, 상기 연소대상물 및 유동가스를 열분해할 수 있도록 상기 제1유전발열체가 발열되게 상기 제1유전발열체에 마이크로파를 주사하는 제1마이크로파 발진기를 구비한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a pyrolysis and gasification combustion apparatus using microwave-assisted pyrolysis gasification in a microwave-assisted pyrolysis gasification combustion apparatus, comprising: a pyrolysis space for pyrolysis, A rotating shaft rotatably installed in the first dielectric heating body; a rotating shaft rotatably installed in the first dielectric heating body; and a rotating shaft rotatably installed in the first dielectric heating body, the rotating shaft fixed to the rotating shaft so that the combustion target inserted into the pyrolysis space is seated on the rotating shaft, And one end adjacent to the rotation axis is positioned below the other end adjacent to the inner surface of the first dielectric heating element so that the combustion target placed on the upper surface can be collected toward the rotation center side. At least one rotation blade formed to be inclined to the rotation axis, A first driving unit for driving the first dielectric heating body to heat the first dielectric heating body so as to pyrolyze the object and the flowing gas; 1 microwave oscillator.
상기 회전축은 내부에 에어가 유입될 수 있도록 중공이 형성되고, 상기 회전날개는 내부에 상기 중공에 연통되는 내부유로가 형성되고, 상기 내부유로로 유입된 상기 에어가 상기 열분해공간으로 분사될 수 있도록 하면에 다수의 분사공이 형성되고, 상기 회전축의 중공으로 에어를 공급할 수 있도록 상기 회전축에 설치된 에어공급부를 더 구비하는 것이 바람직하다. The rotary shaft is formed with a hollow to allow air to flow therein. The rotary blade has an internal flow path communicating with the hollow, and the air introduced into the internal flow path is injected into the pyrolysis space A plurality of spray holes are formed on the bottom surface of the rotary shaft and an air supply unit provided on the rotary shaft to supply air to the hollow shaft of the rotary shaft.
한편, 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 상기 제1유전발열체의 외주면에 외기가 접촉되는 것을 차단하기 위해 상기 제1유전발열체의 외주면을 감싸도록 형성된 제1외부코팅부재와, 상기 제1유전발열체의 내주면에 외기가 접촉되는 것을 차단하기 위해 상기 제1유전발열체의 내주면에 형성된 제1산화방지부재를 더 구비할 수도 있다. Meanwhile, the pyrolysis gasification and combustion apparatus using microwave-assisted pyrolysis gasification in the present invention may further include a first outer coating layer And a first antioxidant member 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.
상기 회전축은 상기 연소대상물의 열분해 완료시 발생되는 재가 배출되기 위해 상기 제1유전발열체에 형성된 배출공에 회전가능하게 삽입되고, 상기 회전축에 설치되며, 상기 배출공을 개폐하는 개폐유닛을 더 구비하고, 상기 개폐유닛은 상기 회전축과 배출공의 내측면 사이에 설치되며, 상기 재가 배출되기 위한 관통구가 형성된 개폐판과, 상기 회전축에 상대회전가능하게 설치되는 개폐본체와, 상기 개폐본체의 회전에 따라 상기 개폐판의 관통구를 선택적으로 개폐하도록 상기 개폐본체에 설치된 개폐날개와, 상기 개폐본체를 회전시키는 개폐 구동부를 구비한다. The rotary shaft is further provided with an opening / closing unit that is rotatably inserted into an exhaust hole formed in the first dielectric heating element to discharge ashes generated when the thermal decomposition of the combustion object is completed, and is installed on the rotary shaft and opens / closes the exhaust hole , The opening / closing unit is provided between the rotating shaft and the inner surface of the discharge hole, and includes an opening / closing plate formed with a through hole for discharging the ash, a switching body installed to be rotatable relative to the rotating shaft, Closing wings provided on the opening / closing body so as to selectively open / close the through-holes of the opening / closing plate, and an opening / closing drive unit for rotating the opening / closing body.
한편, 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 상기 열분해 공간에 연통되게 상기 제1유전발열체에 연결되어 상기 유동가스를 재연소시키는 가스연소유닛을 더 구비하는 것이 바람직하다. It is preferable that the pyrolysis gasification combustion apparatus using a microwave-assisted pyrolysis gas-phase catalytic converter according to the present invention further comprises a gas combustion unit connected to the first dielectric heating body to communicate with the pyrolysis space and re- .
상기 가스연소유닛은 배기관에 의해 상기 열분해 공간에 연통되게 연결되며, 내부에 상기 배기관을 통해 공급된 상기 유동가스가 유입되는 연소공간이 마련되고, 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 제2유전발열체와, 상기 제2유전발열체와 인접되게 설치되며, 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 유동을 유도하는 와류발생부를 구비한다. The gas combustion unit includes a second dielectric heating body connected to the pyrolysis space by an exhaust pipe and provided with a combustion space through which the flowing gas supplied through the exhaust pipe flows, A second microwave oscillator provided adjacent to the second dielectric heating body for oscillating 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 heating body; And a vortex generating unit for inducing vortical flow of the oxygen and the flowing gas to stir the oxygen and the flowing gas in the space.
상기 제2유전발열체는 재연소된 상기 유동가스가 외부로 배출될 수 있도록 상부가 개방되게 형성되고, 상기 가스연소유닛은 상기 제2유전발열체 내부에 설치되며, 상기 배기관에 연통되게 연결되고, 내부에 상기 배기관으로부터 공급되는 상기 유동가스 및 상기 산소공급부로부터 공급된 산소가 유입될 수 있도록 유입공간이 마련되되, 상기 유입공간은 상기 유동가스가 상기 연소공간으로 배출될 수 있도록 하부가 개방된 보조관을 더 구비할 수도 있다. Wherein the second dielectric heating body is formed so that the upper portion of the second dielectric heating body is opened so that the re-burned flowing gas can be discharged to the outside, the gas combustion unit is installed inside the second dielectric heating body, An inlet space for introducing the flow gas supplied from the exhaust pipe and the oxygen supplied from the oxygen supply unit is provided in the inflow space, As shown in FIG.
상기 산소공급부는 일단이 상기 제2유전발열체 내부에 인입되도록 상기 제2유전발열체에 설치되고, 내부에 상기 산소가 유동하는 유동로가 마련되며, 일단면에는 상기 유동로를 통과하는 산소가 배출되는 배출구가 마련된 주입관과, 상기 주입관에 설치되어 상기 주입관의 내부로 상기 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 내측면 측으로 유동하여 상기 연소공간 내에 상기 산소의 와류를 유도하는 적어도 하나의 와류콘과, 상기 와류축에 설치되어 상기 와류축을 회전시키는 와류 구동부를 구비한다. The oxygen supply part is installed in the second dielectric heating element so that one end thereof is drawn into the second dielectric heating element, a flow path through which the oxygen flows is provided, and oxygen, which flows through the flow path, And an oxygen supply member provided in the injection tube and supplying the oxygen to the inside of the injection tube, wherein the vortex generating unit is introduced into the flow path through the discharge port and is rotated And the oxygen discharged through the discharge port flows to the inner side of the second dielectric heating element to induce a swirling of the oxygen in the combustion space, And at least one vortex cone mounted on the vortex axis and rotating the vortex axis.
상기 가스연소유닛은 상기 제2유전발열체의 외주면에 외기가 접촉되는 것을 차단하기 위해 상기 제2유전발열체의 외주면을 감싸도록 형성된 제2외부코팅부재와, 상기 제2유전발열체의 내주면에 외기가 접촉되는 것을 차단하기 위해 상기 제2유전발열체의 내주면에 형성된 제2산화방지부재를 더 구비하는 것이 바람직하다. Wherein the gas combustion unit comprises: a second outer coating member formed to surround an 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; The second oxidation preventing member may be formed on the inner circumferential surface of the second dielectric heating body so as to shut off the second oxidation preventing member.
상기 제2유전발열체는 상기 연소공간이 길이방향을 따라 파형으로 형성될 수도 있다. The second dielectric heating body may have a waveform in which the combustion space extends along the longitudinal direction.
상기 제2유전발열체의 연소공간은 상기 유동가스의 체류시간을 연장시킬 수 있도록 지그재그 형태로 연장형성될 수도 있다. The combustion space of the second dielectric heating body may be extended in a zigzag shape so as to extend the residence time of the flowing gas.
상기 제1마이크로파 발진기는 다수개가 상기 제1유전발열체에 인접되게 설치되고, 상기 제1마이크로파 발진기를 냉각시키는 것으로서, 상기 제1마이크로파 발진기들에 각각 설치되며, 상기 제1마이크로파 발진기에 외기를 분사하는 다수의 제1분사부재와, 제1분배기를 통해 상기 제1분사부재들에 연통되며, 상기 제1분사부재들에 외기를 강제 송풍하는 제1송풍기를 구비한 제1냉각유닛을 더 구비할 수도 있다. A plurality of first microwave oscillators are provided adjacent to the first dielectric heating body to cool the first microwave oscillator and are installed respectively in the first microwave oscillators, And a first cooling unit communicating with the first injection members through a first distributor and having a first blower for forcibly blowing outside air to the first injection members have.
상기 제2마이크로파 발진기는 다수개가 상기 제2유전발열체에 인접되게 설치되고, 상기 가스연소유닛은 상기 제2마이크로파 발진기를 냉각시키는 것으로서, 상기 제2마이크로파 발진들에 각각 설치되며, 상기 제2마이크로파 발진기에 외기를 분사하는 다수의 제2분사부재와, 제2분배기를 통해 상기 제2분사부재들에 연통되며, 상기 제2분사부재들에 외기를 강제 송풍하는 제2송풍기를 구비한 제2냉각유닛을 더 구비하는 것이 바람직하다. Wherein a plurality of the second microwave oscillators are installed adjacent to the second dielectric heating body and the gas combustion unit cools the second microwave oscillator and is installed in each of the second microwave oscillations, And a second blower for communicating with the second injection members through a second distributor and forcedly blowing outside air to the second injection members, As shown in FIG.
상기 가스연소유닛은 배기관에 의해 상기 열분해 공간에 연통되게 연결되며, 내부에 상기 배기관을 통해 공급된 상기 유동가스가 유입되는 연소공간이 마련되고, 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 제2유전발열체와, 상기 제2유전발열체와 인접되게 설치되며, 상기 제2유전발열체를 발열시키도록 상기 마이크로 웨이브를 발진시키는 제2마이크로파 발진기와, 상기 제2유전발열체의 연소공간으로 산소를 공급하는 산소공급부와, 상기 배기관에 설치되어 상기 배기관의 내벽면에 고착된 이물질을 제거하는 스케일 제거부를 구비한다. The gas combustion unit includes a second dielectric heating body connected to the pyrolysis space by an exhaust pipe and provided with a combustion space through which the flowing gas supplied through the exhaust pipe flows, A second microwave oscillator provided adjacent to the second dielectric heating body for oscillating 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 heating body; And a scale removing unit installed on the exhaust pipe to remove foreign matter adhering to the inner wall surface of the exhaust pipe.
상기 스케일 제거부는 상기 배기관의 길이방향을 따라 이동가능하도록 상기 배기관의 내부에 설치된 메인로드와, 상기 메인로드에 설치되어 상기 배기관의 내벽면에 고착된 이물질을 스크레핑하는 스크래퍼와, 상기 메인로드를 상기 배기관의 길이방향으로 따라 왕복이동시키는 로드 이동부를 구비할 수도 있다. The scale removing unit includes a main rod installed in the exhaust pipe so as to be movable along the longitudinal direction of the exhaust pipe, a scraper installed in the main rod and scraping foreign substances fixed to the inner wall surface of the exhaust pipe, And a rod moving part that reciprocates along the longitudinal direction of the exhaust pipe.
본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 마이크로 웨이브를 이용하여 제1유전발열체를 발열시켜 이를 열원을 이용하므로 다량의 연소대상물과 저급연료를 소각, 탄화, 건류가스화, 가스화용융, 가스연료화를 연속적으로 수행할 수 있으며, 연소대상물과 저급연료 뿐만 아니라 연소대상물과 저급연료로로부터 발생되는 유동가스를 연소시킬 수 있는 장점이 있다. The pyrolysis gasification combustion apparatus using the microwave-assisted pyrolysis gasification burning apparatus according to the present invention generates microwave heating of the first dielectric heating body and uses the microwave as a heat source, so that a large amount of the combustion object and the low- Melting and gasification can be performed continuously, and there is an advantage that the combustion gas and the low-grade fuel as well as the combustion gas and the flowing gas generated from the low-grade fuel passage can be burned.
특히, 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 순간적으로 고열을 발생시키므로 하수슬러지, 방사능 연소대상물, 감염성 연소대상물, 고엽제의 원료로 사용되는 피씨비에스(Polychlorinated Biphenyl: PCBs) 등과 같은 고위험성 연소대상물을 보다 안전하게 처리하면서 에너지화할 수 있고, 저급유 내지 무연탄이나 저급 목재 등과 같은 저열량 저급연료를 마이크로 웨이브를 이용하여 초고온 상태에서 열분해시켜 에너지화 할 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 use Polychlorinated Biphenyl (PCBs), which is used as a raw material for sewage sludge, radioactive combustion target, infectious combustion target, And the like can be energized while safely treating high-risk burning objects such as anthracite and the like, and a low-calorific low-grade fuel such as low-grade oil, anthracite or low-grade wood can be pyrolyzed at an ultra-high temperature by using a microwave.
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 건류가스 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 단면도이고
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치의 가스연소유닛에 대한 사시도이다. 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,
4 is a cross-sectional view of a gasification and combustion apparatus for a dry gas flow in a 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 for a dry gas flow in a microwave according to another embodiment of the present invention
FIG. 7 is a perspective view of a gas combustion unit of a pyrolysis gasification combustion apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG.
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 gasification combustion apparatus 100 according to the present invention for a dry gas flow using a microwave.
도면을 참조하면, 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치(100)는 내부에 연소대상물이 투입되어 열분해되기 위한 열분해공간(111)이 형성되며, 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 제1유전발열체(110)와, 상기 제1유전발열체(110)에 회전가능하게 설치되는 회전축(310)과, 상기 열분해 공간(111)으로 투입된 상기 연소대상물이 상면이 안착될 수 있도록 상기 회전축(310)에 고정되며, 상기 연소대상물의 열분해시 발생되는 유동가스 및 상기 연소대상물이 통과될 수 있도록 관통구가 형성된 다수의 회전날개(180)와, 상기 회전축(310)에 설치되어 상기 회전축(310)을 회전시키는 회전구동부(340)와, 상기 제1유전발열체(110)에 인접되게 설치되며, 상기 연소대상물 및 유동가스를 열분해할 수 있도록 상기 제1유전발열체(110)가 발열되게 상기 제1유전발열체(110)에 마이크로파를 주사하는 제1마이크로파 발진기(170)와, 상기 열분해 공간(110)에 연통되게 상기 제1유전발열체(110)에 연결되어 상기 유동가스를 재연소시키는 가스연소유닛(400)을 구비한다. 이때, 상기 연소대상물은 폐기물, 하수슬러지, 방사능 폐기물, 감염성 폐기물, 고엽제의 원료로 사용되는 피씨비에스(Polychlorinated Biphenyl: PCBs) 등과 같은 고위험성 폐기물을 보다 안전하게 처리하면서 에너지화할 수 있고, 저급유 내지 무연탄이나 저급 목재 등과 같은 저열량 저급연료가 포함된다. Referring to FIG. 1, a pyrolysis gasification and combustion apparatus 100 for pyrolysis and gasification using a microwave is provided with a
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 연소대상물은 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 제1산화방지부재(113)가 형성되어 있다. 상기 제1산화방지부재(113)는 열분해 공간(111)에 대응되는 제1내열링(112)의 내주면에도 형성된다. 상기 제1산화방지부재(113)는 이산화규소, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다. The first
이때, 상기 제1산화방지부재(113)는 제1유전발열체(110)의 내측면에 이산화규소, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 어느 하나로 형성된 코팅재를 도포하여 형성하거나 외주면이 제1유전발열체(110)의 내측면에 접하고, 내부에 연소대상물이 유입되는 튜브형태로 형성될 수도 있다. The 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 제1외부코팅부재(114)가 형성되어 있다. 상기 제1외부코팅부재(114)는 마이크로파가 투과될 수 있도록 이산화규소, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 어느 하나로 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-
한편, 제1유전발열체(110)는 외주면에 외기가 접촉되는 것을 차단하기 위한 제1단열부재가 설치되어 있다. On the other hand, the first
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
또한, 상부단열부(122)는 연소대상물이 열분해공간(111)로 투입될 수 있도록 상하방향으로 관통되게 연소대상물 공급관(211)이 설치되어 있다. 상기 연소대상물 공급관(211)은 상하면이 각각 개방된 유동유로가 형성되며, 하단부는 열분해공간(111)에 노출되도록 상단단열부(122)에 설치된다. 이때, 상기 연소대상물 공급관(211)은 제1유전발열체(110)의 중앙부에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다. The upper end
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(미도시)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 제1금속링은 제1내열링(112)에 설치된 제1패킹링의 상단면과 외주면을 감싸는 금속재로 이루어진다. 상기 언급된 바와 같이 구성된 제1금속링은 제1단열체(123)의 상면을 가압하는 형태로 설치가 이루어진다. The first metal ring is made of a metal material that encloses the upper surface and the outer peripheral surface of the first packing ring provided in the first heat-
이렇게 제1패킹링과 제1금속링이 제1내열링(112)의 상단부와 제1단열체(123)의 상단부를 가압 설치됨에 따라 유전발열체(110) 및 제1단열체(123)의 사이로 외부공기가 유입되어 제1유전발열체(110)의 외측이 산화되는 것을 방지하게 된다. The first packing ring and the first metal ring are pressed between the upper end of the first heat-
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 연소대상물을 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
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 중공이 형성된다. 한편, 회전축(310)의 상단부에는 상기 연소대상물 공급관(211)을 통해 열분해공간(111)으로 유입되는 연소대상물을 분산시킬 수 있도록 제1분산콘(311)이 설치되어 있다. 상기 제1분산콘(311)은 하방으로 갈수록 외경이 증가하는 원뿔형으로 형성된다. 연소대상물 공급관(211)을 통해 열분해공간(111)으로 투입된 연소대상물은 제1분산콘(311)의 외주면에 충돌하여 제1유전발열체(110)의 내측면 측으로 분산된다. The
또한, 수납호퍼(160) 내로 인입된 회전축(310)의 하단부에는 상기 배출관(145)를 통해 배출되는 재를 분산시킬 수 있도록 제2분산콘(312)이 설치되어 있다. 상기 제2분산콘(312)은 하방으로 갈수록 외경이 증가하는 원뿔형으로 형성된다. 배출관(145)를 통해 수납호퍼(160)로 투입되는 재는 제2분산콘(312)의 외주면에 충돌되어 분산된다. 제2분산콘(312)에 의해 상기 재는 수납호퍼(160) 내에 균일하게 적층된다. A
회전날개(180)는 다수개가 상기 회전축(310)에 상하방향을 따라 상호 이격되게 설치된다. 상기 회전날개(180)는 상기 회전축(310)에 외경이 확장되는 방향으로 연장되되, 3개의 관통구가 원주방향을 따라 상호 이격되게 형성된다. A plurality of
상기 회전날개(180)는 상면에 안착된 상기 연소대상물이 회전중심 측으로 수집될 수 있도록 상기 회전축에 인접된 일단부가 상기 제1유전발열체의 내측면에 인접된 타단부보다 하측에 위치하도록 경사지게 형성된다. 이때, 상하방향으로 상호 인접된 회전날개(180)들은 관통구가 상호 대향되지 않도록 설치되는 것이 바람직하다. The
회전날개(180)의 상면에 안착되는 연소대상물들은 경사진 회전날개(180)의 상면을 따라 구르거나 이동하면서 상호 분리되거나 상기 제1유전발열체의 내측면에 대향되는 면이 변경되므로 상기 연소대상물의 가열효율이 향상되는 장점이 있다. Since the combustion objects placed on the upper surface of the
또한, 상기 회전날개(180)는 내부에 상기 중공에 연통되는 내부유로(181)가 형성되고, 상기 내부유로(181)로 유입된 상기 에어가 상기 열분해공간으로 분사될 수 있도록 하면에 다수의 분사공(182)이 형성되어 있다. In addition, the
회전 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. The
한편, 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 회전축(310)을 통해 열분해공간(111)으로 에어를 공급하는 에어공급부(350)와, 제1마이크로파 발진기를 냉각하는 제1냉각유닛(600)과, 상기 배출관(145)를 개폐하는 개폐유닛(700)과, 상기 제1유전발열체(110)에 설치되며, 상기 열분해공간(111)에 투입된 상기 연소대상물이 발화시 소화시킬 수 있는 소화유닛(510)을 더 구비한다. Meanwhile, the pyrolysis gasification combustion apparatus using microwave-assisted pyrolysis gasification in the present invention includes an
에어공급부(350)는 회전축(310) 내부에 에어를 공급하는 것으로서, 로터리 조인트에 의해 회전축(310)의 중공에 연통되게 설치된 에어공급관(351)과, 상기 에어공급관(351)에 설치되어 회전축(310)의 중공으로 에어를 공급하는 에어공급장치(352)를 구비한다. 에어공급장치(352)는 콤프레셔와 같이 외기를 열분해 공간(111) 내로 주입하는 장치는 무엇이든 가능하다. The
이때, 관리자는 연소대상물을 연소시킬 경우, 회전날개(180)를 통해 열분해공간(111)으로 에어가 공급되도록 에어공급부(350)로 회전축(310)의 중공에 에어를 공급하고, 연소대상물을 건류시킬 경우, 열분해공간(111)으로 에어공급이 차단되도록 에어공급부(350)의 작동을 정지시킨다. At this time, when the object to be combusted is combusted, the manager supplies air to the hollow of the
제1냉각유닛(600)은 상기 제1마이크로파 발진기들에 각각 설치되며, 상기 제1마이크로파 발진기에 외기를 분사하는 다수의 제1분사부재(610)와, 제1분배개(621)를 통해 상기 제1분사부재(610)들에 연통되며, 상기 제1분사부재(610)들에 외기를 강제 송풍하는 제1송풍기(620)를 구비한다. The
제1분사부재(610)는 내부에 외기가 통과하는 제1유로가 형성되며, 제1마이크로파 발진기에 대향되는 측면에는 상기 외기가 분사될 수 있도록 상기 제1유로에 연통되는 제1인출구가 형성되어 있다. The
제1송풍기(620)는 외부로부터 공급되는 전기에 의해 작동하는 전기모터에 설치된 제1팬이 마련되어 있고, 외기가 배출되는 외기배출구에는 제1분배개(621)가 설치되어 있다. 상기 제1분배개(621)는 내부에 제1송풍기(620)의 외기배출구에 연통되는 제2유로가 형성된 제1분배본체(622)와, 일단이 상기 제1분배본체(622)에 연통되게 연결되며, 타단은 제1분사부재(610)에 연통되게 연결되는 다수의 제1분배관(623)을 구비한다. 제1송풍기(620)는 상기 제1분배개(621)로 외기를 강제송풍하고, 제1분배개(621)는 각 제1분사부재(610)로 외기를 전달하여 제1마이크로파 발진기를 냉각한다. The
상기 제1냉각유닛(600)에 의해 상기 제1마이크로파 발진기로 외기가 지속적으로 공급되므로 상기 제1마이크로파 발진기가 과열되어 오작동하거나 파손되는 것을 방지하는 장점이 있다. Since the
개폐유닛(700)은 상기 회전축과 배출공의 내측면 사이에 설치되며, 상기 재가 배출되기 위한 관통구가 형성된 개폐판(710)과, 상기 회전축에 상대회전가능하게 설치되는 개폐본체(720)와, 상기 개폐본체(720)의 회전에 따라 상기 개폐판(710)의 관통구를 선택적으로 개폐하도록 상기 개폐본체(720)에 설치된 개폐날개(730)와, 상기 개폐본체(720)를 회전시키는 개폐 구동부(740)를 구비한다. The opening /
개폐본체(720)는 중앙부에 회전축(310)이 관통되는 중공이 마련되며, 상하방향으로 소정길이 연장된다. 이때, 개폐본체(720)의 하단부는 수납호퍼(160) 내로 인입되도록 연장되는 것이 바람직한다. 상기 개폐본체(720)는 도면에 도시되진 않았지만, 베어링에 의해 상기 회전축(310)에 상대회전 가능하도록 지지되게 설치된다. The opening / closing
개폐판(710)은 배출관(145)의 내측면에 회전축(310) 방향으로 돌출형성된다. 상기 개폐판(710)은 재가 관통하여 수납호퍼(160)로 배출되는 관통구가 형성될 수 있도록 반원형으로 형성된 것이 바람직하다. The opening and
개폐날개(730)는 상기 개폐판(710) 상측의 상기 개폐본체(720)에 외경이 확장되는 방향으로 돌출형성된다. 상기 개폐날개(730)는 개폐본체(720)의 회전에 의해 상기 개폐판(710)의 관통구를 덮을 수 있도록 관통구의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 부채꼴 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 도면에 도시되진 않았지만, 개폐날개(730)는 개폐판(710) 하측의 상기 개폐본체(720)에 설치될 수도 있다. The opening /
개폐 구동부(740)는 수집호퍼(160) 내에 고정된 보조모터(741)와, 상기 보조모터(741)의 구동축에 설치된 제1스프로켓(742)과, 상기 개폐본체(720)의 하단부에 설치된 제2스프로켓(743)과, 제1스프로켓(742) 및 제2스프로켓(743)에 설치되어 보조모터(741)의 회전력을 상기 개폐본체(720)에 전달하는 제1연결체인(744)을 구비한다. The opening and
작업자는 연소대상물이 열분해공간(111)에서 가열시, 연소대상물이 배출관(145)을 통해 수납호퍼(160)로 배출되는 것을 차단할 수 있도록 개폐판(710)의 관통구를 개폐날개(730)가 덮을 수 있도록 개폐본체(720)를 회전시키고, 연소대상물의 열분해 공정이 완료되면 열분해공간(111)의 재를 수납호퍼(160)로 배출할 수 있도록 개폐판(710)의 관통구가 개방될 수 있도록 개폐본체(720)를 회전시킨다. The worker has the opening and closing
소화유닛(510)은 상기 제1유전발열체(110)에 설치되며, 발화된 상기 연소대상물을 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 연소대상물이 과열, 발화상태로 판단하여 상기 열분해공간(111)으로 상기 모래가 투입되도록 상기 모래투입부(511)를 작동시키는 제어부(513)를 구비한다. The
상기 모래투입부(511)는 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 내부유로(181)를 개폐하는 개폐부재(미도시)를 구비한다. The
상기 개폐부재는 도면에 도시되진 않았지만, 상기 투입관(516)의 내부유로(181)를 개폐할 수 있도록 상기 투입관(516)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 개폐판(710)과, 상기 개폐판(710)의 단부에 설치되어 상기 개폐판(710)을 이동시키는 이동부재를 구비한다. 상기 이동부재는 제어부(513)에 의해 작동되어 개폐판(710)을 이동시킨다. Although not shown in the drawing, the opening / closing member may include an opening / closing plate (not shown) installed to be slidable in a direction crossing the longitudinal direction of the charging
상기 언급된 바와 같이 구성된 소화유닛(510)은 온도측정센서(512)를 통해 측정된 온도 데이터가 기설정된 값 이상일 경우, 연소대상물의 과열, 발화상태로 판단하여 열분해공간(111)으로 모래를 투입한다. 이때, 모래는 고온상태에서 물과 같이 증발하지 않고, 연소대상물을 덮어 연소대상물로의 산소 공급을 차단하여 보다 안정적으로 연소대상물을 소화시킨다. When the temperature data measured through the
또한, 본 발명에 따른 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치는 순간적으로 고열을 발생시키므로 하수슬러지, 방사능 폐기물, 감염성 폐기물, 고엽제의 원료로 사용되는 피씨비에스(Polychlorinated Biphenyl: PCBs) 등과 같은 고위험성 폐기물을 보다 안전하게 처리하면서 에너지화할 수 있고, 저급유 내지 무연탄이나 저급 목재 등과 같은 저열량 저급연료를 마이크로 웨이브를 이용하여 초고온 상태에서 열분해시켜 에너지화 할 수 있는 장점이 있다. In addition, since the pyrolysis gasification combustion apparatus using the microwave-assisted pyrolysis gas flow in the present invention instantaneously generates high temperature, the pyrolysis gasification pyrolysis gasification pyrolysis gasification pyrolysis gasification pyrolysis gasification pyrolysis gasification pyrolysis gasification pyrolysis gasification pyrolysis gasification pyrolysis It is possible to energize the high-hazardous waste while safely treating it, and it is also possible to thermally decompose the low-temperature low-grade fuel such as low-grade oil, anthracite or low-grade wood by microwave using energy.
상기 언급된 바와 같이 구성된 상기 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치(100)는 연소대상물을 열분해 가스화 연소시키는 것으로서, 연소대상물을 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, 연소대상물 공급유닛(미도시)을 통해 연소대상물을 주입하므로 다량의 연소대상물의 열분해 가스화 연소작업을 연속적으로 수행할 수 있으며, 제1내열튜브를 통해 제1유전발열체(110)가 산화되는 것을 방지하여 장치의 사용수명을 증가시키는 장점이 있다. The pyrolysis gasification combustion apparatus 100 using the microwave-assisted pyrolysis gas-phase pyrolysis gasification combustion apparatus 100 pyrolyzes and combusts the object to be burned, thereby burning the object to be burned, carbonized, dry gasified, gasified or gasified. The microwave-assisted pyrolysis gasification and combustion apparatus 100 generates microwave heat to the first
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, 상면이 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 제2산화방지부재(431)가 형성되어 있다. 상기 제2산화방지부재(431)는 이산화규소, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 어느 하나와 규산소다나트륨을 혼합하여 형성하는 것이 바람직하다. A second
이때, 상기 제2산화방지부재(431)는 제2유전발열체(411)의 내측면에 이산화규소, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 어느 하나로 형성된 코팅재를 도포하여 형성하거나 외주면이 제2유전발열체(411)의 내측면에 접하고, 내부에 연소대상물이 유입되는 튜브형태로 형성될 수도 있다. The second
또한, 제2유전발열체(411)의 외주면에는 제1유전발열체(411)가 산화되는 것을 방지할 수 있도록 제2외부코팅부재(432)가 형성되어 있다. 상기 제2외부코팅부재(432)는 마이크로파가 투과될 수 있도록 이산화규소, 알루미나 또는 지르코니아 중 적어도 어느 하나와 규산소다나트륨이 혼합되어 형성되는 것이 바람직하다. A second
제2단열부재(412)는 제2유전발열체(411)의 외주면을 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, 제2유전발열체(411)의 상부에는 배기관(401)이 설치되어 있다. 상기 배기관(401)은 일단이 상기 연소공간(413)에 연통되고, 타단은 제2단열체(126)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)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. Although the third packing ring is not shown in the drawing, it is preferable to increase the heat resistance of the second
한편, 제2유전발열체(411) 내부에는 보조관(433)이 설치되어 있다. 상기 보조관(433)은 상단이 상기 배기관에 연통되게 설치되며, 내부에 상기 배기관으로부터 공급되는 유동가스가 유입될 수 있도록 유입공간이 마련되며, 하면이 상기 유동가스가 상기 연소공간으로 배출될 수 있도록 하부가 개방되게 형성된다. 상기 보조관(433)은 제2유전발열체로부터 전달되는 열에 의해 용이하게 가열될 수 있도록 금속성 소재로 형성되는 것이 바람직하다. On the other hand, an
한편, 도시된 예에서는 보조관(433)이 배기관에 1개가 설치된 구조를 설명하였으나, 보조관(433)의 설치갯수는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 2개 이상이 설치될 수도 있다. In the illustrated example, one
상기 배기관을 통해 유입되는 유동가스는 보조관(433)을 통과하며 하방으로 유동되고, 개방된 보조관(433)의 하면을 통해 연소공간(413)으로 배출된다. 연소공간(413)로 배출된 유동가스는 가열되면서 개방된 제2유전발열체(411)의 상면을 통해 외부로 배출된다. 상기 보조관(433)을 통해 유동가스의 유동경로가 증가되어 유동가스의 가열시간이 확장되어 유동가스의 처리효율이 증가하는 장점이 있다. The flowing gas flowing through the exhaust pipe flows downward through the
한편, 도시된 예에서는 1개의 제2유전발열체(411)가 마련된 구조를 설명하였으나, 제2유전발열체(411)의 설치개수는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 2개 또는 다수개가 설치될 수도 있다.In the illustrated embodiment, the second
산소공급부(440)는 전단부가 상기 보조관(433)의 내부에 인입되도록 상기 보조관(433)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
산소공급부재(442)는 산소공급관(443)에 의해 주입관(441)의 유동로에 연통되게 설치되며, 내부에 산소가 충진된 것이 바람직하다. 상기 산소공급부재(442)로부터 공급된 산소는 발열로 본체(410)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 내열튜브의 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 보조관(433) 내부로 유입된 유동가스와 산소와의 혼합효율을 향상시킨다. The
한편, 가스연소유닛(400)은 상기 제2마이크로파 발진기들에 각각 설치되며, 상기 제2마이크로파 발진기에 외기를 분사하는 다수의 제2분사부재(810)와, 제2분배기(821)를 통해 상기 제2분사부재(810)들에 연통되며, 상기 제2분사부재(810)들에 외기를 강제 송풍하는 제2송풍기(820)를 구비한다. The
제2분사부재(810)는 내부에 외기가 통과하는 제3유로가 형성되며, 제2마이크로파 발진기에 대향되는 측면에는 상기 외기가 분사될 수 있도록 상기 제3유로에 연통되는 제2인출구가 형성되어 있다. The
제2송풍기(820)는 외부로부터 공급되는 전기에 의해 작동하는 전기모터에 설치된 제2팬이 마련되어 있고, 외기가 배출되는 외기배출구에는 제2분배기(821)가 설치되어 있다. 상기 제2분배기(821)는 내부에 제2송풍기(820)의 외기배출구에 연통되는 제4유로가 형성된 제2분배본체(822)와, 일단이 상기 제2분배본체(822)에 연통되게 연결되며, 타단은 제2분사부재(810)에 연통되게 연결되는 다수의 제2분배관(823)을 구비한다. 제2송풍기(820)는 상기 제2분배기(821)로 외기를 강제송풍하고, 제2분배기(821)는 각 제2분사부재(810)로 외기를 전달하여 제2마이크로파 발진기를 냉각한다. The
상기 제2냉각유닛(800)에 의해 상기 제2마이크로파 발진기로 외기가 지속적으로 공급되므로 상기 제2마이크로파 발진기가 과열되어 오작동하거나 파손되는 것을 방지하는 장점이 있다. Since the
한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제2유전발열체(411)가 도시되어 있다. 4 shows 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(411)는 상기 보조관(433) 대신에 상면을 폐쇄되고, 하면을 개방되게 형성되며, 하부에는 유동가스 중에 포함된 재를 수집할 수 있도록 배출호퍼(417)가 설치되어 있다. Referring to the drawing, the second
상기 언급된 바와 같이 배출호퍼(417)가 제2유전발열체(411)의 하부에 설치되어 있으므로 제2유전발열체 내부에 쌓인 재를 제거하는 재 처리작업이 요구되지 않는 장점이 있다. As described above, since the
한편, 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제2유전발열체(522)가 도시되어 있다. 5, a second
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 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
한편, 도 7에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가스연소유닛(900)이 도시되어 있다. 7, a gas combustion unit 900 according to another embodiment of the present invention is shown.
도면을 참조하면, 상기 가스연소유닛(900)은 배기관(401)의 내벽면에 고착된 이물질을 제거할 수 있는 스케일 제거부(905)를 더 구비한다. Referring to the drawings, the gas-fired unit 900 further includes a
상기 스케일 제거부(905)는 상기 배기관(401)의 길이방향을 따라 이동가능하도록 상기 배기관(401)의 내부에 설치된 메인로드(910)와, 상기 메인로드(910)에 설치되어 상기 배기관(401)의 내벽면에 고착된 이물질을 스크레핑하는 스크래퍼(920)와, 상기 메인로드(910)를 상기 배기관(401)의 길이방향으로 따라 왕복이동시키는 로드 이동부(930)를 구비한다. 한편, 도시된 예에서는 와류발생부가 도시되어 있지 않으나, 상기 와류발생부는 상기 메인로드(910)로부터 상측으로 이격된 위치에 설치되어 있다. The
상기 메인로드(910)는 상기 배기관(401)의 길이방향으로 따라 소정길이 연장된 환봉형으로 형성되며, 외주면에 길이방향을 따라 나사산이 형성되어 있다. 상기 메인로드(910)는 일단부가 보조관(433)과 배기관(401)의 연통된 부분을 통해 배기관(401)으로 인입되며, 타단부는 보조관(433)에 관통되어 외부로 돌출되게 설치된다. 이때, 메인로드(910)는 보조관(433)에 대해 회전가능하게 지지되는 것이 바람직하다. The
스크래퍼(920)는 메인로드(910)의 일단부에 설치되며, 가장자리가 배기관(401)의 내주면에 접할 수 있도록 배기관(401)의 내경에 대응되는 외경을 갖고, 상기 보조관(433)으로부터 멀어질수록 외경이 작아지는 원뿔형으로 형성되어 있다. 또한, 스크래퍼(920)는 외주면에 용이하게 이물질을 제거할 수 있도록 다수의 제거돌기(921)가 형성되어 있다. 상기 제거돌기(921)는 다수개가 스크래퍼(920)의 원주방향을 따라 상호 이격되고, 스크래퍼(920)의 중심으로부터 가장자리까지 만곡되게 연장형성된다. The
이때, 스크래퍼(920)와 메인로드(910) 사이에는 내열패킹부재(911)가 설치되어 있다. 내열패킹부재(911)는 스크래퍼(920)와 메인로드(910) 사이의 열전달을 차단할 수 있도록 내열성이 우수한 내열 캐스타블로 형성되는 것이 바람직하다. At this time, a heat-
로드 이동부(930)는 상기 메인로드(910)의 타단부에 설치되는 것으로서, 도면에 도시되진 않았지만, 이동모터와, 상기 이동모터의 구동축에 설치된 구동기어와, 상기 메인로드(910)에 치합되도록 내주면에 나사산이 마련된 중공이 형성되며, 상기 보조관(433)의 외주면에 회전가능하게 설치된 로드이동기어와, 상기 구동기어와 로드이동기어에 치합되어 이동모터의 회전력을 로드이동기어에 전달하는 전달기어를 구비한다. The
상기 로드 이동부(930)는 배기관(401)의 이물질 제거작업 시, 메인로드(910)를 회전시켜 배기관(401) 내로 스크래퍼(920)를 인입시킨 다음, 메인로드(910)를 왕복이동시켜 배기관(401) 내측면에 고착된 이물질을 제거한다. 배기관(401)의 이물질 제거작업이 완료되면, 스크래퍼(920)가 배기관(401)의 외부로 인출되도록 메인로드(910)를 후퇴시켜, 배기관(401)을 통해 보조관(433)으로 유동가스가 유입되도록 한다. The
상기 언급된 바와 같이 구성된 스케일 제거부(905)에 의해 배기관(401)에 고착된 이물질을 주기적으로 제거할 수 있으므로 내측면에 고착된 이물질에 의해 배기관(401)이 막혀 고장이 발생되는 것을 방지하는 장점이 있다. 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
170: 제1마이크로파 발진기
180: 회전날개
181: 내부유로
182: 분사공
310: 회전축
311: 제1분산콘
312: 제2분산콘
400: 가스연소유닛
411: 제2유전발열체
430: 제2마이크로파 발진기
440: 산소공급부
450: 와류발생부
600: 제1냉각유닛
610: 제1분사부재
620: 제1송풍기
700: 개폐유닛100: Microwave-assisted pyrolysis gasifier
110: first dielectric heating element
170: first microwave oscillator
180: Rotating blade
181:
182: Spray hole
310:
311: First dispersion cone
312: 2nd distributed cone
400: gas combustion unit
411: second dielectric heating element
430: second microwave oscillator
440: oxygen supply section
450: vortex generator
600: first cooling unit
610: First injection member
620: First blower
700: opening / closing unit
Claims (15)
상기 제1유전발열체에 회전가능하게 설치되는 회전축과;
상기 열분해 공간으로 투입된 상기 연소대상물이 상면이 안착될 수 있도록 상기 회전축에 고정되며, 상기 연소대상물의 열분해시 발생되는 유동가스 및 상기 연소대상물이 통과될 수 있도록 관통구가 형성되되, 상면에 안착된 상기 연소대상물이 회전중심 측으로 수집될 수 있도록 상기 회전축에 인접된 일단부가 상기 제1유전발열체의 내측면에 인접된 타단부보다 하측에 위치하도록 경사지게 형성된 적어도 하나의 회전날개와;
상기 회전축에 설치되어 상기 회전축을 회전시키는 회전구동부와;
상기 제1유전발열체에 인접되게 설치되며, 상기 연소대상물 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 body that generates a pyrolysis space for pyrolysis by injecting an object to be burned therein and generates heat by microwaves;
A rotating shaft rotatably installed on the first dielectric heating element;
The pyrolysis apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the pyrolysis space is fixed to the rotary shaft so that an upper surface of the pyrolysis space is seated, a flow gas generated during pyrolysis of the pyrolysis target and a combustion hole are formed through the pyrolysis chamber, At least one rotation blade formed so that one end adjacent to the rotation axis is inclined such that the end of the one end adjacent to the rotation axis is positioned below the other end adjacent to the inner surface of the first dielectric heat generating element so that the object to be burned can be collected toward the rotation center side;
A rotation driving unit installed on the rotation shaft to rotate the rotation shaft;
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 generates heat so as to pyrolyze the object and the flowing gas Gas pyrolysis gasification combustion device using microwave.
상기 회전축은 내부에 에어가 유입될 수 있도록 중공이 형성되고,
상기 회전날개는 내부에 상기 중공에 연통되는 내부유로가 형성되고, 상기 내부유로로 유입된 상기 에어가 상기 열분해공간으로 분사될 수 있도록 하면에 다수의 분사공이 형성되고,
상기 회전축의 중공으로 에어를 공급할 수 있도록 상기 회전축에 설치된 에어공급부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
The method according to claim 1,
The rotating shaft is hollowed to allow air to flow therein,
Wherein the rotary vane has an inner flow path communicating with the hollow and a plurality of spray holes are formed when the air introduced into the inner flow path can be injected into the pyrolysis space,
Further comprising an air supply unit provided on the rotary shaft to supply air to the hollow shaft of the rotary shaft.
상기 제1유전발열체의 외주면에 외기가 접촉되는 것을 차단하기 위해 상기 제1유전발열체의 외주면을 감싸도록 형성된 제1외부코팅부재와;
상기 제1유전발열체의 내주면에 외기가 접촉되는 것을 차단하기 위해 상기 제1유전발열체의 내주면에 형성된 제1산화방지부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
A first outer coating member formed to surround the outer circumferential surface of the first dielectric heating body to prevent external air from contacting the outer circumferential surface of the first dielectric heating body;
Further comprising: a first oxidation preventing member 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.
상기 회전축은 상기 연소대상물의 열분해 완료시 발생되는 재가 배출되기 위해 상기 제1유전발열체에 형성된 배출공에 회전가능하게 삽입되고,
상기 회전축에 설치되며, 상기 배출공을 개폐하는 개폐유닛;을 더 구비하고,
상기 개폐유닛은
상기 회전축과 배출공의 내측면 사이에 설치되며, 상기 재가 배출되기 위한 관통구가 형성된 개폐판과,
상기 회전축에 상대회전가능하게 설치되는 개폐본체와,
상기 개폐본체의 회전에 따라 상기 개폐판의 관통구를 선택적으로 개폐하도록 상기 개폐본체에 설치된 개폐날개와,
상기 개폐본체를 회전시키는 개폐 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the rotary shaft is rotatably inserted into a discharge hole formed in the first dielectric heating element for discharging ashes generated upon completion of thermal decomposition of the object to be burned,
And an opening / closing unit installed on the rotary shaft for opening / closing the discharge hole,
The opening /
An opening / closing plate provided between the rotary shaft and an inner surface of the discharge hole and having a through hole for discharging the ash;
An opening / closing body provided to be rotatable relative to the rotary shaft,
An opening / closing blade provided on the opening / closing body so as to selectively open / close a through hole of the opening / closing plate in accordance with rotation of the opening /
And an open / close driving unit for rotating the opening / closing main body.
상기 열분해 공간에 연통되게 상기 제1유전발열체에 연결되어 상기 유동가스를 재연소시키는 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 and re-burning the flowing gas. The pyrolysis gasification burning apparatus according to claim 1,
상기 가스연소유닛은
배기관에 의해 상기 열분해 공간에 연통되게 연결되며, 내부에 상기 배기관을 통해 공급된 상기 유동가스가 유입되는 연소공간이 마련되고, 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 제2유전발열체와,
상기 제2유전발열체와 인접되게 설치되며, 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 유동을 유도하는 와류발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
6. The method of claim 5,
The gas-
A second dielectric heating body 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 for oscillating 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 guiding the vortex flow of the oxygen and the flowing gas to stir the oxygen and the flowing gas in the combustion space.
상기 제2유전발열체는 재연소된 상기 유동가스가 외부로 배출될 수 있도록 상부가 개방되게 형성되고,
상기 가스연소유닛은 상기 제2유전발열체 내부에 설치되며, 상기 배기관에 연통되게 연결되고, 내부에 상기 배기관으로부터 공급되는 상기 유동가스 및 상기 산소공급부로부터 공급된 산소가 유입될 수 있도록 유입공간이 마련되되, 상기 유입공간은 상기 유동가스가 상기 연소공간으로 배출될 수 있도록 하부가 개방된 보조관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
The method according to claim 6,
The second dielectric heating body is formed so that the upper portion thereof is opened so that the re-burned flowing gas can be discharged to the outside,
The gas combustion unit is installed in the second dielectric heating body and is connected to the exhaust pipe and has an inflow space therein so that the flowing gas supplied from the exhaust pipe and the oxygen supplied from the oxygen supply unit can be introduced Wherein the inflow space further comprises an auxiliary pipe whose bottom is opened so that the flowing gas can be discharged to the combustion space.
상기 산소공급부는
일단이 상기 제2유전발열체 내부에 인입되도록 상기 제2유전발열체에 설치되고, 내부에 상기 산소가 유동하는 유동로가 마련되며, 일단면에는 상기 유동로를 통과하는 산소가 배출되는 배출구가 마련된 주입관과,
상기 주입관에 설치되어 상기 주입관의 내부로 상기 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 내측면 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 유동산 열분해 가스화 연소장치.
The method according to claim 6,
The oxygen supply unit
And a flow path through which the oxygen flows is provided in the second dielectric heating element so that one end thereof is drawn into the second dielectric heating element, The tube,
And an oxygen supply member installed in the injection tube and supplying the 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 in the vortex axis outside the injection tube and flowing the oxygen discharged through the vents to the inner side of the second dielectric heating body 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 접촉되는 것을 차단하기 위해 상기 제2유전발열체의 외주면을 감싸도록 형성된 제2외부코팅부재와,
상기 제2유전발열체의 내주면에 외기가 접촉되는 것을 차단하기 위해 상기 제2유전발열체의 내주면에 형성된 제2산화방지부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
The method according to claim 6,
The gas combustion unit may include a second outer coating member formed to surround the outer circumferential surface of the second dielectric heating body to block external air from contacting the outer circumferential surface of the second dielectric heating body,
Further comprising a second oxidation preventing member formed on an inner circumferential surface of the second dielectric heating body so as to prevent external air from contacting the inner circumferential surface of the second dielectric heating body. .
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 제2유전발열체의 연소공간은 상기 유동가스의 체류시간을 연장시킬 수 있도록 지그재그 형태로 연장형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the combustion space of the second dielectric heating body is formed in a staggered shape so as to extend the residence time of the flowing gas.
상기 제1마이크로파 발진기는 다수개가 상기 제1유전발열체에 인접되게 설치되고,
상기 제1마이크로파 발진기를 냉각시키는 것으로서, 상기 제1마이크로파 발진기들에 각각 설치되며, 상기 제1마이크로파 발진기에 외기를 분사하는 다수의 제1분사부재와, 제1분배기를 통해 상기 제1분사부재들에 연통되며, 상기 제1분사부재들에 외기를 강제 송풍하는 제1송풍기를 구비한 제1냉각유닛;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
The method according to claim 1,
A plurality of first microwave oscillators are provided adjacent to the first dielectric heating element,
A plurality of first injection members installed in the first microwave oscillators for spraying outside air to the first microwave oscillator for cooling the first microwave oscillator, And a first blower for blowing the outside air to the first injection members, wherein the first blower blows the outside air to the first blowing members.
상기 제2마이크로파 발진기는 다수개가 상기 제2유전발열체에 인접되게 설치되고,
상기 가스연소유닛은 상기 제2마이크로파 발진기를 냉각시키는 것으로서, 상기 제2마이크로파 발진기들에 각각 설치되며, 상기 제2마이크로파 발진기에 외기를 분사하는 다수의 제2분사부재와, 제2분배기를 통해 상기 제2분사부재들에 연통되며, 상기 제2분사부재들에 외기를 강제 송풍하는 제2송풍기를 구비한 제2냉각유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
The method according to claim 6,
Wherein a plurality of the second microwave oscillators are installed adjacent to the second dielectric heating element,
Wherein the gas combustion unit is provided for cooling the second microwave oscillator and includes a plurality of second injection members respectively installed in the second microwave oscillators and injecting outside air to the second microwave oscillator, Further comprising a second cooling unit connected to the second injection members and having a second blower for forcibly blowing the outside air to the second injection members, wherein the microwave-assisted pyrolysis gasification combustion Device.
상기 가스연소유닛은
배기관에 의해 상기 열분해 공간에 연통되게 연결되며, 내부에 상기 배기관을 통해 공급된 상기 유동가스가 유입되는 연소공간이 마련되고, 마이크로 웨이브에 의해 발열하는 제2유전발열체와,
상기 제2유전발열체와 인접되게 설치되며, 상기 제2유전발열체를 발열시키도록 상기 마이크로 웨이브를 발진시키는 제2마이크로파 발진기와,
상기 제2유전발열체의 연소공간으로 산소를 공급하는 산소공급부와,
상기 배기관에 설치되어 상기 배기관의 내벽면에 고착된 이물질을 제거하는 스케일 제거부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
6. The method of claim 5,
The gas-
A second dielectric heating body 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 for oscillating 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 scale removing unit installed on the exhaust pipe to remove foreign matter adhering to the inner wall surface of the exhaust pipe.
상기 스케일 제거부는
상기 배기관의 길이방향을 따라 이동가능하도록 상기 배기관의 내부에 설치된 메인로드와,
상기 메인로드에 설치되어 상기 배기관의 내벽면에 고착된 이물질을 스크레핑하는 스크래퍼와,
상기 메인로드를 상기 배기관의 길이방향으로 따라 왕복이동시키는 로드 이동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브를 이용한 건류가스 유동상 열분해 가스화 연소장치.
15. The method of claim 14,
The scale removing unit
A main rod installed in the exhaust pipe so as to be movable along the longitudinal direction of the exhaust pipe,
A scraper installed on the main rod for scraping foreign matter adhered to an inner wall surface of the exhaust pipe;
And a rod moving part for reciprocating the main rod along the longitudinal direction of the exhaust pipe.
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|---|---|---|---|
| KR1020140172485A KR101536277B1 (en) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | Dry distillation gas fluidized bed thermal decomposition apparatus with microwave |
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Publications (1)
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| KR1020140172485A KR101536277B1 (en) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | Dry distillation gas fluidized bed thermal decomposition apparatus with microwave |
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| KR101733431B1 (en) * | 2016-11-18 | 2017-05-08 | 주식회사 대경에스코 | An incinerator constituting a high-efficiency combustion stocker device |
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