KR200239671Y1 - Multiple-Batch-Pit Type Waste material incinerater - Google Patents
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Abstract
본 고안은 두 개의 연소실로 구성된 반지하식 핏트형 폐기물 소각로 및 소각방법에 관한 것으로서, 상세히는 복수개의 연소실 중 연소운전을 하지 않는 1차 연소실에 미리 폐기물을 투입하고, 운전중인 2차 연소실에서 배출하는 연소가스의 일부를 상기 1차 연소실에 주입하여, 충분한 건조와 예열 후에 연소시키는 작업을 교대로 실시함으로써 다음에 이어질 연소시간을 단축시켜 주며, 이후 공통의 2차 소각실에서 미연분을 완전히 연소시키되, 주 연소시간대가 경과한 후 잔류 미연분을 완전 연소시키는 잔류 연소시간대에는 일부 압축공기 또는 압축공기에 산소를 혼합한 산소부화가스를 사용하여, 잔류 연소시간대의 단축과 보다 완전한 연소 및 독극물인 잔류 다이옥신(Dioxin)을 최소화시켜 주며, 이러한 운전에 필요한 공기의 주입 위치와 주입량, 주입속도 제어, 연소가스의 유로 변경 및 유량 제어 등을 용이하게 제어할 수 있는 구조로 구성을 하고, 복수의 연소실을 교대로 운전함으로써 후속공정의 부하율을 항상 일정한 최대 부하로 유지시킬 수 있는 공정의 구성을 특징으로 하여, 종래의 스토커형 소각로와 대비할 때, 기술성, 환경성, 경제성 면에서 진일보된 복수-회분-핏트 방식의 폐기물 소각로 및 소각방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ring-fitting type waste incinerator and an incineration method composed of two combustion chambers. In detail, the wastes are pre-injected into a primary combustion chamber that does not perform a combustion operation among a plurality of combustion chambers, and discharged from a secondary combustion chamber in operation. By injecting a portion of the combustion gas into the primary combustion chamber, alternate drying and preheating operations are carried out alternately to shorten the subsequent combustion time, and then complete combustion of the fines in a common secondary incineration chamber. In the residual combustion time zone, which completely burns residual fine fuel after the main combustion time period has elapsed, some compressed air or oxygen-enriched gas mixed with oxygen is used to shorten the residual combustion time period and more complete combustion and poisonous residues. Minimizes dioxin, the injection location, injection volume, It is composed of a structure that can easily control the input speed control, the flue gas flow change, and the flow rate control, and by operating a plurality of combustion chambers alternately, it is possible to maintain the load ratio of the subsequent process at a constant maximum load all the time. Characterized in that, the present invention relates to a waste incinerator and incineration method of a multi-ash-fit method, which is advanced in terms of technical, environmental, and economical properties, in contrast to a conventional stocker type incinerator.
Description
본 고안은 두 개의 연소실로 구성된 반지하식 핏트형 폐기물 소각로 및 이를 이용한 소각방법에 관한 것으로서, 상세히는 복수개의 연소실 중 연소운전을 하지 않는 1차 연소실에 미리 폐기물을 투입하고, 운전중인 2차 연소실에서 배출하는 연소가스의 일부를 상기 1차 연소실에 주입하여, 충분한 건조와 예열 후에 연소시키는 작업을 교대로 실시할 수 있는 복수-회분-핏트 방식의 폐기물 소각로 및 이를 이용한 폐기물 소각방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ring-fitting type waste incinerator composed of two combustion chambers and an incineration method using the same. In detail, the wastes are pre-injected into a primary combustion chamber which does not perform a combustion operation among a plurality of combustion chambers, and is operated in a secondary combustion chamber in operation. The present invention relates to a waste incinerator of a multi-batch-fit type and a waste incineration method using the same, by injecting a part of the exhaust gas discharged into the primary combustion chamber so as to alternately carry out operations of sufficient drying and preheating.
현재까지 널리 통용되고 있는 폐기물 소각로의 유형을 대별하여 보면, 스토커형(Stoker Type), 회전형(Rotary Type), 유동상형(Fluidized bed Type)으로 구분할 수 있으나, 이 중 스토커형이 90% 이상을 차지하고 있다.The types of waste incinerators that are widely used to date can be classified into stocker type, rotary type, and fluidized bed type, but more than 90% of them are classified as stocker type. Occupies.
스토커형은 폐기물을 경사진 사면으로 연속적으로 투입하면서, 사면 바닥에서 상승하는 예열된 공기에 의해 투입된 폐기물을 1차 연소시키고, 다시 상부에 설치한 2차 소각실에서 미연분(未然粉)을 완전히 연소시킨 다음, 이를 후속공정으로 보내는 유형으로 구성되어 있는 폐기물 소각로이다. 또한, 상기 스토커형은 경사진 사면 바닥에 폐기물을 밀어 내리면서 뒤집어 주기도 하는 등의 역할을 하는 기능을 가지고 있고, 공기를 하부에서 상부로 보내주는 공기의 유로를 유지해 주고 있으며, 최하 말단에서는 연소된 잔재(殘滓)를 연속 배출시켜주는 등의 복잡한 구동 기능을 할 수 있는 기계적 구조로 되어 있다.The stalker type continuously injects the waste into the inclined slope, and first burns the waste introduced by the preheated air rising from the bottom of the slope, and completely removes the fine dust in the second incineration chamber installed at the top. It is a waste incinerator consisting of a type of combustion which is then sent to a subsequent process. In addition, the stalker type has a function of flipping the waste on the inclined slope bottom and flipping over, and maintains a flow path of air for sending air from the bottom to the top, and burned at the lower end It has a mechanical structure that can perform a complex driving function such as continuously discharging the residue.
이와 같은 스토커형 폐기물 소각로는 폐기물을 연속적으로 연소시켜주는 기능 면에서 어느 정도는 효율적인 구조로 되어있으나, 소각로 자체가 복잡한 구동 구조로 되어 있고, 잦은 정비와 부품교체 등으로 인해 그 가동율이 년평균 85%선에 머무르고 있으며, 내구성 부족으로 인해 그 수명이 5∼10년을 넘기기 어려운 실정에 있고, 또한 다양한 폐기물의 물성에 따라 최적의 운전조건을 유지하지 않으면, 연소잔재 중의 미연분과 독극물인 다이옥신(Dioxin) 및 중금속 등이 규제치 이상으로 과다 배출되는 등의 문제를 안고 있다.Such a stocker type waste incinerator has a somewhat efficient structure in terms of continuously burning waste, but the incinerator itself has a complex drive structure, and its operation rate is an average of 85 years due to frequent maintenance and parts replacement. Dioxin, which is unburned and poisonous in the combustion residue, remains in the% line, and its lifetime is difficult to exceed 5 to 10 years due to lack of durability, and the optimal operating conditions are not maintained according to the properties of various wastes. ), Heavy metals, etc. are excessively discharged beyond the regulations.
이외에도 가장 저렴한 회분처리형 간이 소각로로서, 연소로의 일부를 지하에 매립하는 반 지하식 단일 핏트(Pit)형 소용량의 소각로가 사용되어, 소용량의 폐기물을 일괄 투입하여 연소시킨 후 정지하는 형태로 1일 1-2회 주간에만 폐기물을 처리하는데 적용된 적이 있으나, 연소시간이 15∼20시간의 장시간이 소요되고, 유해물을 제거하는 후처리 공정이 복잡하며, 대용량의 폐기물을 연속처리 하는데는 부적합하다는 불편함으로 인해 근래에는 거의 활용되지 않고 있는 실정에 있다.In addition, as the most inexpensive batch-type incinerator, a semi-underground type single-pit small incinerator is used to bury a portion of the furnace underground. Although it has been applied to waste treatment only once or twice a day, the combustion time takes 15-20 hours, complicated post-treatment process to remove harmful substances, and it is inconvenient for continuous treatment of a large amount of waste. As a result, it is rarely utilized in recent years.
한편, 이러한 소각 공정의 구성은, 폐기물의 저장과 전처리 및 공급시설, 1, 2차 소각공정, 유해물을 제거하는 후처리 공정의 3개 부문으로 대별할 수 있고, 이중 전자의 2개부문이 전체 소각장 건설비의 과반을 차지하고 있으며, 보수 유지비 면에서도 고온의 구동부가 많은 소각로가 과반을 차지하고 있다.On the other hand, the composition of the incineration process can be roughly divided into three categories: waste storage and pretreatment and supply facilities, primary and secondary incineration processes, and post-treatment processes to remove harmful substances. Incinerators account for more than half of the construction costs, and in terms of maintenance and maintenance costs, incinerators with a lot of high-temperature drives account for more than half.
본 고안은 상기한 바와 같은 종래 폐기물 소각로 및 소각방법의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 단순 저렴한 핏트형 소각로의 장점을 살리고 단점을보완하여, 대용량의 폐기물도 연속 처리할 수 있도록 하기 위해서, 기본적으로는 복수의 핏트형 연소실을 설치하고, 기타 새로운 구성을 복합하여 아래와 같은 기술적 과제를 해결하자 한다,The present invention was devised to improve the problems of the conventional waste incinerator and the incineration method as described above, in order to make use of the advantages of simple inexpensive fit-type incinerators and supplement the disadvantages, so as to be able to continuously process a large amount of waste. In order to solve the following technical problems, a plurality of pit-type combustion chambers are installed and other new components are combined.
(1) 단일 핏트형 일괄 회분 투입식 소각로에서 필연적인 연소가스 배출량의 극심한 기복으로 인하여, 후속 공정의 용량 이용율 저하로 인한 생산성 저하와 투자 낭비를 해소하고, 스토커 방식의 소각로와 대등한 연속운전 패턴(Pattern), 즉 평균 부하율을 95%선으로 유지 되도록 하는 과제.(1) Due to the extreme ups and downs of the inevitably flue gas emissions in a single-fitting batch-type incinerator, it eliminates the productivity and investment waste caused by lower capacity utilization in subsequent processes, and the continuous operation pattern equivalent to the stalker incinerator. (Pattern), that is, the task of maintaining the average load factor at the 95% line.
(2) 스토커 방식의 소각로에서 고온 연소실에 다양한 구동장치 설치로 인한 보수유지비 증가, 내구성 저하, 가동율 저하, 투자낭비 등의 문제점을 최소화 시키는 과제.(2) The problem of minimizing problems such as increased maintenance cost, lower durability, lower operation rate, and wasted investment due to the installation of various driving devices in the high temperature combustion chamber in the stalker-type incinerator.
(3) 일괄 투입 핏트 방식에서 적재된 폐기물의 연소속도가 낮아 발생되는 연소시간의 낭비를 최소화 시키는 과제(3) The task of minimizing the waste of combustion time caused by the low combustion speed of the loaded waste
(4) 연소잔재 중에 함유하는 미연분과 잔류 유해물을 최소화 시키는 과제.(4) The task of minimizing the fine dust and residual harmful substances contained in the combustion residue.
(5) 처리 가능한 폐기물의 제한을 최소화 시키는 과제(5) the task of minimizing the limitation of waste that can be treated;
(6) 기술성(운전의 용이성, 융통성, 성능의 우수성)과 경제성(건설비, 운영비) 등을 극대화시키는 과제.(6) The task of maximizing technology (ease of operation, flexibility, superior performance) and economics (construction cost, operation cost).
도 1은 본 고안에 따른 복수-회분-핏트 방식 소각로의 평면도이고,1 is a plan view of a multi-ash-fit type incinerator according to the present invention,
도 2는 상기 도 1의 A-A'선에 단면도이며,FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.
도 3은 상기 도 2에서 연소실 저면의 압축공기 공급장치의 상세 정면 단면도 및 다공관의 단면도이고,3 is a detailed front cross-sectional view of the compressed air supply device of the combustion chamber bottom in Figure 2 and a cross-sectional view of the porous tube,
도 4는 본 고안에 따른 복수-회분-핏트 방식 소각로의 연소가스 배출량의 경시변화 그래프이다.Figure 4 is a graph of changes over time of the combustion gas emissions of the multi-ash-fit type incinerator according to the present invention.
(도면 부호의 설명)(Explanation of reference numerals)
1-1,1-2...연소실, 2-1,2-2...폐기물 투입문,1-1,1-2 combustion chamber, 2-1,2-2 waste input door,
3-1,3-2...연소가스 배출관, 4-1,4-2...연소가스 배출 제어변,3-1,3-2 ... combustion gas discharge pipe, 4-1,4-2 ... combustion gas discharge control valve,
5...연소가스 배출구, 6-1,6-2...연소가스 측류관(側流管),5.Combustion gas outlet, 6-1,6-2 ... combustion gas flow pipe,
7-1,7-2...연소가스 측류 제어변, 8-1,8-2...공기 유입관 및 제어판,7-1,7-2 ... Combustion gas flow control valve, 8-1,8-2 ... air inlet and control panel,
9-1,9-2...압축공기 주입관, 10-1,10-2...압축공기 다공관,9-1,9-2 ... Compressed air inlet tube, 10-1,10-2 ... Compressed air perforated tube,
11-1,11-2...착화구(着火口), 12...연소잔재 반출장,11-1,11-2 ... Ignition ignition, 12 ...
13-1,13-2...연소잔재 반출문, 14...연소잔재 반출기(호크레인),13-1,13-2 ... burn residue removal door, 14 ... burn residue removal machine (hawk crane),
15-1,15-2...분사구.15-1,15-2 ... injection.
본 고안은 반지하에 설치하는 종래의 단일 회분 운전식 핏트형 소각로의 단점을 보완하고 개선하여, 현재 널리 적용하고 있는 스토커형 소각로와 대비하였을 때, 단순하고 건설비가 저렴하며, 운전이 용이하고 융통성이 폭넓은 소각로를 개발한 것이며, 또한 기술성 및 경제성 면에서도 손색이 없고 오히려 성능과 경제성이 탁월한 소각로 및 소각방법으로 개발한 것이다.The present invention complements and improves the shortcomings of the conventional single-batch-fitting type incinerator installed under the ring, which is simple, low in construction cost, easy to operate, and flexible in comparison with the widely used stalker type incinerator. It has developed a wide range of incinerators, and also developed incinerators and incinerators with excellent performance and economical efficiency.
본 고안의 기본은 복수(두 개 이상)의 일괄 투입식 핏트형 연소실을 교대로 운전하도록 하여,The basis of the present invention is to operate a plurality of (two or more) batch-type fit type combustion chamber alternately,
첫째, 종래 단일 회분식 핏트형 소각로의 가장 큰 단점인 연소가스 배출량의 극심한 기복을 해소시키고, 연속 투입식인 스토커 방식의 소각로와 대등한 운전 패턴을 이루게 하는 부하 평준화 기능을 발휘하도록 한다.First, it solves the extreme ups and downs of the combustion gas emission which is the biggest disadvantage of the conventional single-batch fit type incinerator, and exhibits the load leveling function which makes the operation pattern equivalent to the continuous-type stocker type incinerator.
둘째, 복수의 연소실을 교대로 운전함에 있어, 이들 상호간의 열교환을 실시하여, 연소속도 촉진 기능에 의한 연소시간의 단축과, 이로 인한 연소실 크기를 경감시켜주는 효과를 달성할 수 있다.Second, in operating a plurality of combustion chambers alternately, by performing heat exchange with each other, it is possible to achieve the effect of shortening the combustion time by the combustion speed promoting function, thereby reducing the size of the combustion chamber.
셋째, 연소시간대에는 압축공기 또는 압축공기에다 산소를 혼합한 산소부화가스를 사용하여, 연소속도를 더욱 촉진 시켜주는 동시에, 연소잔재의 열처리 기능, 즉 잔류 미연분을 최소화 하고, 독극물인 다이옥신을 완전 분해시키는 기능을 발휘하도록 한다.Third, the combustion time zone uses oxygen enriched gas mixed with compressed air or compressed air to further accelerate the combustion speed, minimize the heat treatment function of the combustion residue, that is, residual fine dust, and completely remove the dioxins, which are poisons. Try to disassemble.
넷째, 고온의 연소실은 빈번한 보수를 요하는 구동부가 없는 단순 내화구조로 설계하여, 그 설치비 및 유지보수비를 절감하고, 내구성과 가동율을 제고시켜 결과적으로 경제성을 격증시키는 기능으로 보완, 개선하도록 한다.Fourth, the high-temperature combustion chamber is designed with a simple fireproof structure without a drive unit that requires frequent maintenance, thereby reducing its installation and maintenance costs, improving durability and operation rate, and consequently, improving and improving the economy.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 복수-회분-핏트 방식의 폐기물 소각로에 대한 구성을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the waste incinerator of the multi-batch-fit method according to the present invention.
도 1은 본 고안에 따른 복수-회분-핏트 방식 소각로의 평면도이고, 도 2는상기 도 1의 A-A'선에 따른 단면도를 도시한 것으로서, 도시한 바와 같이,1 is a plan view of a multi-ash-fit type incinerator according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1, as shown in FIG.
상부에 폐기물 투입문(2-1)(2-2)을 설치하고, 양 쪽 측면에 일정 간격을 두고 공기 유입관 및 제어판((8-1)(8-2)을 연결 설치하며, 후면의 양 쪽 및 양측면의 전면에 착화구(11-1)(11-2)를 설치하여 측면을 서로 마주보게 배치한 복수개의 연소실(1-1)(1-2)과;Install waste input door (2-1) (2-2) at the top, connect air inlet pipe and control panel ((8-1) (8-2) at regular intervals on both sides, A plurality of combustion chambers (1-1) (1-2) provided with ignition ports (11-1) and (11-2) on the front surfaces of both sides and both sides thereof so as to face each other;
상기 연소실(1-1)(1-2)의 한 쪽 측면과 일정한 간격을 두고 나란하게 설치한 압축공기 주입관(9-1)(9-2)과 공기 유입관 및 제어판((8-1)(8-2)의 사이로 상기 압축공기 주입관(9-1)(9-2)에서 연소실(1-1)(1-2)의 한 쪽 측면으로 연결한 압축공기 다공관(10-1)(10-2)과;Compressed air inlet pipes 9-1 and 9-2 installed side by side with one side of the combustion chamber 1-1 and 1-2 at regular intervals, the air inlet pipe and the control panel ((8-1 Compressed air porous pipe (10-1) connected between the compressed air injection pipe (9-1) and (9-2) to one side of the combustion chamber (1-1) (1-2) between (8-2). 10-2;
상기 연소실(1-1)(1-2)의 다른 쪽 측면의 양쪽에서 그 사이를 서로 연결하고 있는 연소가스 측류관(6-1)(6-2) 및 상기 연소가스 측류관(6-1)(6-2) 상에 각각 설치한 연소가스 측류관 제어변(7-1)(7-2)과;Combustion gas side pipes 6-1 and 6-2 and the combustion gas side pipes 6-1 which are connected to each other on both sides of the other side surfaces of the combustion chambers 1-1 and 1-2. Combustion gas side flow pipe control valves 7-1 and 7-2 provided respectively on the 6-1;
상기 연소실(1-1)(1-2)의 후면에 각각 연결되는 연소가스 배출관(3-1)(3-2) 과 이를 하나로 연결한 연소가스 배출구(5) 및 상기 연소가스 배출관(3-1)(3-2) 상에 각각 설치한 연소가스 배출제어변(4-1)(4-2)과;Combustion gas discharge pipes 3-1 and 3-2 connected to the rear surfaces of the combustion chambers 1-1 and 1-2, the combustion gas discharge port 5 connecting them as one, and the combustion gas discharge pipe 3- 1) combustion gas discharge control valves 4-1 and 4-2 provided respectively on (3-2);
상기 연소실(1-1)(1-2)의 전면에 설치한 연소잔재 배출문(13-1)(13-2)과 상기 연소잔재 배출문(13-1)(13-2)의 앞쪽에 배치한 연소잔재 반출장(12)으로 구성되어 있으며, 도 2의 연소잔재 배출장(12)에는 연소잔재를 반출하는 연소잔재 반출기(호크레인)(14)가 배치되도록 도시되어 있다.In front of the combustion residue discharge doors 13-1 and 13-2 and the combustion residue discharge doors 13-1 and 13-2 provided in front of the combustion chambers 1-1 and 1-2. The combustion residue discharging station 12 of FIG. 2 is illustrated, and the combustion residue discharging station 12 of FIG. 2 is arranged such that a combustion residue discharging machine (hawk crane) 14 for discharging the combustion residue is disposed.
이 때, 폐기물이 소각되면서 발산하는 열에 의해 폐기물 투입문(2-1)(2-2)이녹아버릴 우려가 있으므로, 상기 폐기물 투입문(2-1)(2-2)의 내부에 물을 채워놓으면 이를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.At this time, the waste input door (2-1) (2-2) may melt due to the heat dissipated while the waste is incinerated, so that water is discharged inside the waste input door (2-1) (2-2). Filling it in can effectively prevent this.
또한, 도 3은 상기 도 2에서 연소실 저면의 압축공기 공급장치의 상세 정면 단면도 및 다공관의 단면도를 도시한 것으로서, 도시한 바와 같이,3 is a detailed front cross-sectional view and a cross-sectional view of the porous tube of the compressed air supply device at the bottom of the combustion chamber in FIG. 2, as shown in FIG.
압축공기 주입관(9-1)(-2)에 연결된 압축공기 다공관(10-1)(10-2)은 상기 연소실(1-1)(1-2)의 저면으로 길게 연결되어 있으며, 상기 압축공기 다공관(10-1)(10-2)의 양측면 아래에는 분사구(15-1)(15-2)가 설치되어 있다.Compressed air porous pipes (10-1) (10-2) connected to the compressed air injection pipe (9-1) (-2) is long connected to the bottom of the combustion chamber (1-1) (1-2), Injection holes 15-1 and 15-2 are provided below both sides of the compressed air porous pipes 10-1 and 10-2.
여기서, 본 고안의 폐기물 소각로를 설치할 때, 상기 연소실(1-1)(1-2) 및 연소잔재 반출장(12)의 아래 쪽 절반 이상은 지하에 매립된 상태로 설치되도록 하는 것을 기본으로 한다.Here, when installing the waste incinerator of the present invention, the bottom half of the combustion chamber (1-1) (1-2) and the combustion residue discharge ground (12) is based on the base to be installed in a state buried underground .
이와 같이 구성되는 본 고안의 폐기물 소각로를 도시한 도 1 및 도 2에서 제1 연소실(1-1)은 주연소 시간대에서 운전하고 있으며, 연소가스는 배출관(3-1), 제어변(4-1)을 거쳐 연소가스 배출구(5)에 연결된 공통의 2차 소각실로 배출하고 있으며, 제2 연소실(1-2)은 연소잔재 배출문(13-2)을 열고 연소잔재를 연소잔재 반출기(호크레인)(14)로 반출한 다음, 연소잔재 배출문(13-2)을 다시 닫고, 폐기물 투입문(2-2)을 열어, 폐기물을 일괄 투입하는 작업을 진행하고 있는 상태를 나타내고 있다.1 and 2 showing the waste incinerator of the present invention configured as described above, the first combustion chamber 1-1 is operated in the main combustion time zone, and the combustion gas is discharge pipe 3-1 and the control valve 4-. 1) is discharged to a common secondary incineration chamber connected to the combustion gas outlet (5), and the second combustion chamber (1-2) opens the combustion residue discharge door (13-2) to discharge the combustion residues After discharging to the hawk crane 14, the combustion residue discharge door 13-2 is closed again, the waste input door 2-2 is opened, and the operation | work which carries out the operation of putting in the waste collectively is shown.
또한, 도 3은 특정 시간대에 공급하는 압축공기 또는 압축공기에 산소를 혼합한 산소부화가스를 연소실(1-1)(1-2) 내부 바닥에 설치한 압축공기 다공관(10-1)(10-2)의 분사기(15-1)(15-2)를 통해 분사시켜주는 장치를 나타내고 있다.3 is a compressed air porous pipe 10-1 provided with compressed air supplied at a specific time or oxygen-enriched gas mixed with oxygen in a combustion chamber (1-1) (1-2) at the bottom of the interior ( The apparatus which injects through the injectors 15-1 and 15-2 of 10-2 is shown.
보통 일괄 투입 회분 연소공정은 그 연소과정에 있어서 아래와 같은 4단계의 과정으로 구분할 수 있다.In general, the batch input ash combustion process can be divided into the following four steps in the combustion process.
1) 예열 건조 과정：폐기물을 착화 가능 온도까지 승온시키는 과정으로써 부하가 점차 증가하는 시간대(1단계).1) Pre-heating drying process: It is the process of raising the waste temperature to the ignition temperature, when the load gradually increases (stage 1).
2) 주연소 과정：폐기물의 착화에서부터 적정 연소속도로 모든 가연분을 거의 모두 연소시키는 과정으로써 부하가 거의 최대 부하로 가동하고 있는 시간대(2단계).2) Main combustion process: The process of burning almost all combustibles at the proper combustion speed from ignition of waste, and the time when the load is operating at almost full load (stage 2).
3) 잔류연소 과정：잔류 미연소분(주로 카본)을 마저 태우는 과정으로써 부하가 점차 감소하고 있는 시간대(3단계).3) Residual combustion process: It is the process of burning residual unburned powder (mainly carbon) and the time when load is gradually decreasing (3 stages).
4) 재(연소잔재)의 반출 및 폐기물 반입 과정：연소과정 종료후, 연소잔재를 반출하고, 다음 연소주기에 연소할 폐기물을 투입하는 과정으로써 부하가 전혀 걸리지 않는 시간대(4단계).4) The process of taking out ash (burned residue) and bringing in waste: After the combustion process is finished, the combustion residue is taken out and the waste to be combusted is put into the next combustion cycle.
단일 핏트형에서는 상기 4단계의 과정중, 2단계만이 전부하(全負荷)로 가동하고, 1단계는 부하 증가단계이며, 3단계는 부하 감소단계이고, 4단계는 부하가 전무한 단계로써, 후속공정의 시설용량은 2단계의 전부하를 처리할 수 있는 규모로 설치해야 하므로, 4단계의 과정을 모두 거치는 일주기(一週期 ; One Cycle)의 평균 부하율은, 각 단계별 소요 시간에 따라 차이는 있으나, 대체로 50-60%선이 된다.In the single fit type, only two stages are operated at full load, the first stage is a load increase stage, the third stage is a load reduction stage, and the fourth stage is a no-load stage. Since the capacity of the subsequent process should be installed in a scale capable of handling two stages of full load, the average load rate of one cycle, which goes through all four stages, varies depending on the time required for each stage. However, it is generally 50-60%.
이는 후속 공정의 시설 용량의 이용율을 50-60%선으로 낮추게 되며, 결과적으로 시설 투자비에 비해 폐기물의 처리량을 감소시켜, 경제성을 저하시키는 가장 큰 요인이 되어 투자 자금의 낭비로 이어지게 된다.This lowers the utilization rate of the facility capacity of the subsequent process to 50-60%, and consequently reduces the throughput of the waste compared to the facility investment cost, which is the biggest factor that lowers economic efficiency, leading to waste of investment funds.
본 고안에서는 상기 문제를 해소시키는 방법으로써, 상기한 바와 같이 연소로를 복수개로 설치하였으므로, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 연소로(1-1)와 제2 연소로(1-2)의 상반되는 저부하 시간대와, 상기 제1 연소로(1-1)의 고부하 시간대 및 제2 연소로(1-2)의 무부하 시간대를 서로 겹치도록 제어하여, 결과적으로 총 부하의 평준화가 되도록 한 것이며, 동시에 양 연소실의 열교환 및 압축공기 또는 압축공기에 산소를 혼합한 산소부화가스 등에 의한 연소속도 촉진, 연소로의 단순구조에 의한 시설비, 보수비 절감 등의 효과를 얻게 한 것들을 특징으로 한 것이다.In the present invention, as a method of solving the above problems, a plurality of combustion furnaces are provided as described above. As shown in FIG. 4, the first combustion furnace 1-1 and the second combustion furnace 1-2 are illustrated. To control the overlap between the low load time zone, the high load time zone of the first combustion furnace (1-1) and the no-load time zone of the second combustion furnace (1-2) so that the total load is equalized as a result. At the same time, it is characterized in that the heat exchange of both combustion chambers and the combustion air by the compressed air or oxygen-enriched gas mixed with oxygen in the compressed air, such as to promote the combustion speed, the facility cost by the simple structure of the combustion furnace, reducing the maintenance cost.
이에 그 상세한 운전 수순과 기능을 도면에 따라 과정별로 설명하면 아래와 같다.The detailed operation procedure and function will be described according to the process according to the drawings as follows.
제1과정：제1 연소실은 주연소 운전, 제2 연소실은 다음 주기 운전의 준비작업을 하는 과정.Step 1: The first combustion chamber is the main combustion operation, the second combustion chamber is a preparation for the next cycle operation.
도 1 및 도 2에서, 제1 연소실(1-1)에서는 예열 건조과정이 끝난 다음, 4개의 착화구(11-1)에서 착화를 시작하여 폐기물을 태우고, 공기 유입관(8-1)에서 필요한 공기를 연소 위치에 따라 제어 주입하여 주연소가 진행되고 있는 과정을 나타내고 있으며, 이 과정에서 발생하는 연소가스는 연소가스 배출관(3-1)과 연소가스 제어변(4-1) 및 연소가스 배출구(5)를 거쳐 다음 공정인 공통의 2차 소각실로 배출시키면서, 모든 폐기물이 거의 모두 연소될 때까지 진행한다.1 and 2, in the first combustion chamber 1-1, after the preheating and drying process is completed, the ignition is started in four ignition ports 11-1 to burn waste, and in the air inlet pipe 8-1. The main combustion is progressed by controlling and injecting the required air according to the combustion position, and the combustion gas generated in this process includes the combustion gas discharge pipe 3-1, the combustion gas control valve 4-1, and the combustion gas. The discharge proceeds through the outlet 5 to the common secondary incineration chamber, which is the next process, until almost all the waste is burned.
이 때, 연소대의 진행방향은, 연소가스 배출측으로부터 후진으로 진행되는 주연소대와, 반대측(연소잔재 배출문측)으로부터 전진으로 진행되는 2개의 주연소대가 서로 반대방향으로 진행하게 되며, 특히 후자의 연소대는 그 연소가스가 폐기물 적재층을 거치면서, 그 일부를 가스화시켜 생성되는 열분해가스(주로 수소, 일산화 탄소, 메탄 등)가 전자의 연소대에서 가스연료의 역할을 하여 보다 완전한 연소를 시켜주는 기능과, 또한 일부 잔류 열분해가스는 공통의 2차 소각실에서의 미연분(주로 매연)을 보다 완전히 연소시켜 주어, 결과적으로 공통의 2차 소각실에서의 보다 완전한 연소와 연료 소비량을 절감시켜주는 역할을 겸하게 된다.At this time, the traveling direction of the combustion zone is that the main combustion zone that proceeds backward from the combustion gas discharge side and the two primary combustion zones that proceed forward from the opposite side (the combustion residue discharge door side) proceed in opposite directions. In the combustion zone, the pyrolysis gas (mainly hydrogen, carbon monoxide, methane, etc.) generated by gasification of a portion of the combustion gas as it passes through the waste loading bed serves as a gas fuel in the combustion zone of the former to allow more complete combustion. Function, and also some residual pyrolysis gas, allows more complete combustion of the unburnt (usually soot) in the common secondary incineration chamber, resulting in more complete combustion and fuel consumption in the common secondary incineration chamber. It also serves as a role.
한편, 같은 시간대에 제2 연소실(1-2)에서는 연소과정이 모두 끝나고, 연소가스 배출 제어변(4-2)을 완전히 닫은 상태에서, 먼저 내부에 소량의 물을 분사시켜(분사구는 미도시) 연소잔재가 비산되지 않고 내부온도를 작업 가능온도로 강하시킨 다음, 연소잔재 배출문(13-2)을 열고, 연소잔재 반출기(호크레인)(14)로 연소실 내부 바닥에 쌓인 연소잔재를 모두 반출시킨 후 배출문(13-2)을 닫는다. 이어서 폐기물 투입문(2-2)을 완전히 열고, 별도의 폐기물 운송 투입장치(미도시)에 의해 정량의 폐기물을 골고루 일괄 투입한 다음, 상기 폐기물 투입문(2-2)을 닫는 작업을 진행한다.On the other hand, in the same time period, the combustion process is completed in the second combustion chamber (1-2), and in the state where the combustion gas discharge control valve (4-2) is completely closed, a small amount of water is first injected into the interior (the injection port is not shown). ) The combustion residues are not scattered and the internal temperature is lowered to the workable temperature, and the combustion residue discharge door 13-2 is opened, and the combustion residues accumulated on the bottom of the combustion chamber are removed by the combustion residue ejector (hawk crane) 14. After discharging all, close the discharge door (13-2). Subsequently, the waste input door 2-2 is completely opened, and the waste input door 2-2 is uniformly packaged by a separate waste transportation input device (not shown), and then the waste input door 2-2 is closed. .
이 때, 연소실에 폐기물을 투입할 때, 상기 폐기물의 일부를 1/2∼1/5로 압축하여 여러 개의 덩어리로 만든 상태에서 투입하게 되면, 압축된 폐기물 덩어리들 사이마다 빈 공간이 형성되어 공기의 흐름을 좋게 하므로 더욱 활발한 폐기물의 연소가 이루질 수 있게 된다.At this time, when the waste is injected into the combustion chamber, if a part of the waste is compressed into 1/2 to 1/5 into a plurality of lumps, the vacant space is formed between the compressed waste masses and air The better flow of the waste can lead to more active combustion of waste.
제2과정：제1 연소실(1-1)은 잔류연소, 제2 연소실(1-2)은 예열 건조 운전을 하는 과정.Second process: The first combustion chamber 1-1 is residual combustion, and the second combustion chamber 1-2 is preheated and dried.
제1 연소실(1-1)에서 폐기물의 주연소 시간대가 지나고 잔류연소가 시작되면, 잔류연소 속도의 촉진과 보다 철저한 다이옥신의 분해를 위해서, 그리고 제2 연소실(1-2)에 장입한 폐기물의 예열건조 시간대를 단축시키기 위해서, 제1 연소실(1-1)에서 연소가스의 일부가, 연소가스 측류관(Side Stream Line)(6-1, 6-2)을 거쳐 제2 연소실(1-2)로 흐르도록, 측도 상에 있는 연소가스 측류 제어변(7-1, 7-2)과, 제2 연소실(1-2) 배출구에 있는 연소가스 배출 제어변 (4-2)를 적절히 열어 제어하고, 동시에 제1 연소실(1-1) 바닥으로 공급하는 압축공기 또는 압축공기와 산소를 혼합한 산소부화가스를 압축공기 주입관(9-1)을 거쳐 여러 곳에 적절히 주입 제어하면서, 제1 연소실(1-1)의 잔류연소와 제2 연소실(1-2)의 예열 건조과정을 촉진 시킨다.When the main combustion time of the waste passes after the main combustion time in the first combustion chamber 1-1 and the residual combustion starts, for the purpose of promoting the residual combustion speed and the more thorough decomposition of the dioxins, and the waste charged into the second combustion chamber 1-2, In order to shorten the preheating time period, a part of the combustion gas in the first combustion chamber 1-1 passes through the combustion gas side stream lines 6-1 and 6-2 and the second combustion chamber 1-2. ), The combustion gas side flow control valves 7-1 and 7-2 on the side view and the combustion gas discharge control valve 4-2 at the outlet of the second combustion chamber 1-2 are appropriately opened and controlled so as to flow to At the same time, the first combustion chamber is appropriately injected and controlled in various places through the compressed air injection pipe 9-1 with compressed air supplied to the bottom of the first combustion chamber 1-1 or oxygen enriched gas mixed with compressed air and oxygen. Promote the residual combustion of (1-1) and the preheat drying process of the second combustion chamber (1-2).
도 1, 및 도 2에는 연소가스 측류관(6-1, 6-2)과 그 제어변(7-1)(7-2)을 2개만 표시하였으나, 실제로는 측류 흐름의 분포가 골고루 이루어지도록 여러 개를 설치하는 것이 바람직하다.1 and 2 show only two combustion gas side flow pipes 6-1 and 6-2 and their control valves 7-1 and 7-2, but in practice the distribution of the side flow is evenly distributed. It is desirable to install several.
상기 과정에서, 제1 연소실(1-1)은 점차 배출가스가 감소하는 과정이며, 제2 연소실(1-2)은 점차 배출가스가 증가하는 과정으로서, 제어변(4-1)(4-2)(7-1)(7-2) 및 제1 연소실(1-1)에 공급하는 연소용 공기량을 공기유입관 및 제어판(8-1)과 압축공기 주입관(9-1)을 통해 모두 복합 제어해야 하며, 이는 양 연소실(1-1)(1-2)의 온도, 압력, 배출가스량 및 배출가스 중 산소농도 등의 입력조건에 따라, 최적의 조건으로 프로그램화 한 전산기에 의해 자동 제어한다.In the above process, the first combustion chamber 1-1 is a process of gradually reducing the exhaust gas, and the second combustion chamber 1-2 is a process of gradually increasing the exhaust gas, and the control valve 4-1 (4-). 2) The amount of combustion air supplied to (7-1) (7-2) and the first combustion chamber (1-1) through the air inlet pipe, the control panel 8-1, and the compressed air inlet pipe 9-1. All of them must be controlled in a controlled manner, which is automatically controlled by a computer that is programmed to optimum conditions according to the input conditions such as temperature, pressure, exhaust gas amount and oxygen concentration in the exhaust gas in both combustion chambers (1-1) (1-2). To control.
제3과정：제2 연소실(1-2)은 주연소 운전, 제1 연소실(1-2)은 다음 주기 운전 준비작업을 하는 과정.3rd process: The 2nd combustion chamber (1-2) is a main combustion operation, and the 1st combustion chamber (1-2) is a preparation process for next cycle operation.
이 과정은 제1과정에서, 제1 연소실(1-1)과 제2 연소실(1-2)을 뒤바꾸어 놓은 상태에서의 조작과 완전히 동일한 과정으로서, 그 설명은 생략한다.This process is the same process as the operation in the state which inverted the 1st combustion chamber 1-1 and the 2nd combustion chamber 1-2 in the 1st process, The description is abbreviate | omitted.
제4 과정：제2 연소실(1-2)은 잔류연소 과정, 제1 연소실(1-1)은 예열 건조 운전을 하는 과정.4th process: The 2nd combustion chamber (1-2) is a residual combustion process, and the 1st combustion chamber (1-1) performs a preheat drying operation.
이 과정은 제2과정에서, 제1 연소실(1-1)과 제2 연소실(1-2)을 뒤바꾸어 놓은 상태에서의 조작과 완전히 동일한 과정으로서, 그 설명은 생략하나, 이 과정에서 제1 연소실(1-1)과 제2 연소실(1-2)이 서로의 열을 이용한 열교환에 의해 예열 건조운전한다는 것을 잘 알 수 있다.This process is the same process as the operation in the state in which the 1st combustion chamber 1-1 and the 2nd combustion chamber 1-2 were reversed in the 2nd process, The description is abbreviate | omitted, but in this process the 1st process It is well understood that the combustion chamber 1-1 and the second combustion chamber 1-2 operate by preheating drying by heat exchange using heat of each other.
이상의 4단계 운전을 반복 운전하도록 함으로써, 본 고안의 특징인 부하의 평준화, 열교환에 의한 연소속도의 촉진과 보다 완전한 연소 및 다이옥신의 완전분해, 공통의 2차 소각실의 성능향상 등을 이룰 수 있게 되며, 한편 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이, 연소실의 단순한 구조로, 시설 투자비, 유지 보수비의 절감과 이로 인한 가동율 향상 등을 함께 이룰 수 있다.By repeating the above four-stage operation, it is possible to achieve load leveling, acceleration of combustion speed by heat exchange, more complete combustion and complete decomposition of dioxins, and improvement of performance of a common secondary incineration chamber. On the other hand, as shown in Figures 1 and 2, with a simple structure of the combustion chamber, it is possible to achieve a reduction in facility investment costs, maintenance costs and thereby improving the operation rate.
다음은 표 1은 본 고안에 따른 소각로의 시간대별 폐기물 처리량을 나타낸 것으로서, 각 시간대별로 양 연소로의 폐기물 처리량이 일목요연하게 나타나고 있다.The following Table 1 shows the waste throughput of the incinerator according to the present invention according to the time zone, and the waste throughput of both combustion furnaces is clearly shown for each time zone.
-처리 시간대별 수행기능-Performance by processing time zone
①：제1 연소실-주연소 시간대①: The first combustion chamber-main combustion time zone
제2 연소실-연소잔재 배출 및 폐기물 충진 시간대Second combustion chamber-combustion residue discharge and waste filling time
②：제1 연소실-잔류 미연분 연소 및 감온 시간대②: The first combustion chamber-residual unburned combustion and temperature reduction time zone
제2 연소실-예열 건조 승온 시간대Second combustion chamber-preheating drying temperature increase time zone
이 때, 제1 연소실 배출가스 일부를 제2 연소실을 거쳐 흐르게 하고, 또한 압축공기 또는 압축공기에다 산소를 혼합한 산소부화가스를 양 연소실에 주입하여 연소속도를 촉진시킨다.At this time, a part of the first combustion chamber exhaust gas flows through the second combustion chamber, and oxygen-enriched gas in which oxygen is mixed with compressed air or compressed air is injected into both combustion chambers to accelerate the combustion speed.
③：제1 연소실-연소잔재 배출 및 폐기물 충진 시간대③ ： The first combustion chamber-combustion residue discharge and waste filling time
제2 연소실-주연소 시간대Second combustion chamber-main combustion time zone
④：제1 연소실-예열 건조 승온 시간대④: The first combustion chamber-preheating drying temperature increase time zone
제2 연소실-잔류 미연분 연소 및 감온 시간대Second combustion chamber-residual unburned combustion and temperature reduction zone
이 때, 제2 연소실 배출가스 일부를 제1 연소실을 거쳐 흐르게 하고, 또한 압축공기 또는 압축공기에다 산소를 혼합한 산소부화가스를 양 연소실에 주입하여연속속도를 촉진시킨다.At this time, a part of the second combustion chamber exhaust gas flows through the first combustion chamber, and oxygen enrichment gas in which oxygen is mixed with compressed air or compressed air is injected into both combustion chambers to accelerate the continuous speed.
이상과 같은 목적과 구성으로 이루어진 본 고안의 복수-회분-핏트 방식의 소각로 및 이를 이용한 소각방법에 의하면, 다음과 같은 다양한 효과를 얻을 수 있게 된다.According to the incinerator of the multi-ash-fit method and the incineration method using the same of the present invention made up of the above objects and configurations, various effects as follows can be obtained.
1. 복수의 연소로 설치로 연소가스 배출량의 기복을 최소화 하여, 후속공정의 시설용량 이용율을 95%정도로 유지할 수 있어, 결과적으로 스토커 방식 연속 소각로의 운전 패턴과 대등하게 할 수 있게 된다.1. By installing multiple combustion furnaces, the ups and downs of flue gas emissions can be minimized, and the utilization rate of the facility capacity of the subsequent process can be maintained at about 95%, and as a result, the operation pattern of the stalker-type continuous incinerator can be matched.
2. 다수의 공기 유입관과 그 유량을 용이하고 간편하게 제어할 수 있어, 결과적으로 연소속도 제어가 자유로우며, 충분한 공간으로 인하여 연소가스의 유동 속도가 완만하기 때문에 비산 동반하는 미연소 매연이 감소하여, 공통의 2차 소각실의 부담을 감소시켜 준다.2. It is easy and simple to control a large number of air inlet pipes and their flow rate, and as a result, the combustion speed is freely controlled, and because the flow rate of combustion gas is gentle due to sufficient space, the unburned smoke accompanying scattering is reduced. This reduces the burden on common secondary incineration chambers.
3. 주연소 시간대에 연소하는 주연소대를 후진하는 연소대와 전진하는 연소대로 구분하여 연소를 시킴으로써, 일부 열분해한 가스에 의해 보다 완전한 연소와 연소속도의 촉진을 이룰 수 있으며, 또한 일부 잔류 열분해가스는 공통의 2차 소각실에서 연소기능을 향상시켜 주고, 별도로 필요할 수도 있는 연료의 소비량을 경감시켜주는 효과도 겸하게 된다.3. By combusting the main combustion zone burning in the main combustion time zone by separating the revolving combustion zone and the advancing combustion zone, it is possible to promote more complete combustion and combustion rate by some pyrolyzed gases, and also some residual pyrolysis gas. This improves combustion in common secondary incineration chambers and reduces fuel consumption, which may be necessary separately.
4. 복수개의 연소로에 의해 상호간의 열교환이 가능하고, 특정 시간대에는 압축공기 또는 압축공기에 산소를 혼합한 산소부화가스를 주입하여, 연소 시간의 단축, 보다 완전한 연소 및 독극물인 다이옥신의 보다 완전한 분해 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.4. It is possible to exchange heat with each other by plural combustion furnaces, and in certain time periods, inject compressed oxygen or oxygen-enriched gas mixed with compressed air, thereby reducing combustion time, more complete combustion, and more toxic of dioxin. The effect of decomposition can be obtained.
5. 핏트형 소각로는 보통의 지하실 내부에 내화물을 구축한 단순한 구조로서, 고온의 구동장치나 주변 구조물이 간소하여 보수비와 건설비가 대폭 절감되며, 한편, 복수개의 연소로 설치로 인해 수시 보수가 가능하여, 결과적으로 년중 가동율을 95%선까지 향상시킬 수 있게 된다.5. The fit type incinerator is a simple structure in which refractory is built inside a normal basement. The high-temperature driving device and the surrounding structure are simplified, and the cost of repair and construction is greatly reduced. As a result, the annual utilization rate can be improved to around 95%.
6. 다양한 폐기물을 일시에 대량 직접 투입할 수도 있어, 폐기물 저장시설, 공급시설 등의 건설비가 대폭 삭감되며, 파쇄기는 거의 필요 없게 된다.6. Various wastes can be directly injected in large quantities at one time, greatly reducing the construction cost of waste storage facilities and supply facilities, and almost no shredder is needed.
7. 4항과 5항의 결과로, 폐기물 단위 처리량당 총 건설비를 기존의 스토커 방식에 비해 거의 50%선까지 감소시킬 수 있다.7. As a result of paragraphs 4 and 5, the total cost of construction per unit of waste can be reduced by nearly 50% compared to conventional stalker methods.
이상과 같은 장점을 가지고 있는 본 고안의 소각로는, 결과적으로 기존의 스토커형 소각로와 대비할 때, 초기 투자비(건설비)면에서 50% 전후를 절감할 수 있으며, 폐기물 처리비 원가(공정비+변동비)면에서 25% 전후를 절감할 수 있는 경제성과, 동시에 운전의 용이성, 융통성, 보다 완벽한 처리기능을 얻을 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있으며, 본 고안의 소각로를 직접 가동한 실예를 근거로 하여, 그 경제성을 산출하여 제시하면 다음의 표 2와 같다.The incinerator of the present invention has the above advantages, and as a result, when compared with the existing stalker type incinerator, it can save about 50% in terms of initial investment cost (construction cost), and waste disposal cost cost (process cost + variable cost) Economical efficiency can be reduced by about 25%, and at the same time, the ease of operation, flexibility, and more perfect processing function can be obtained, and based on the example of operating the incinerator of the present invention directly, The economic results are calculated and presented as shown in Table 2 below.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR100807734B1 (en) | 2006-12-27 | 2008-02-28 | 한국에너지기술연구원 | Semi-batch typed rotary pyrolysis reactor |
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