KR200390958Y1 - Boiler using refuse derived fuel - Google Patents
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Abstract
본 고안은 RDF(refuse derived fuel) 또는 RPF(refuse plastic fuel), 그 외 슬러지를 비롯한 기타 고형연료를 건류가스화 한 후 연소시켜 이로부터 발생되는 열을 이용하는 보일러에 관한 것으로, 특히 종래 문제되는 건류가스의 응축과 크링커(clinker)로 인한 건류가스 소통로의 용적 감소와 폭발 위험을 해결하기 위하여 가스발생실과 가스연소실 사이를 잇는 연소덕트에서 완전연소가 이루어지도록 함과 아울러, 열교환부를 가스연소실 상부에 직립 배열하여 열교환 효율을 높인 고형연료를 이용한 보일러에 관한 것이다.The present invention relates to a boiler which uses heat generated by burning and then burning dry solid gas and other solid fuels, such as fuel derived fuel (RPF) or refused plastic fuel (RPF), and other sludges. In order to solve the volume reduction and explosion risk of the dry gas flow path due to condensation and clinker of the gas, the combustion duct between the gas generating chamber and the gas combustion chamber is completely burned, and the heat exchange unit is placed on the upper part of the gas combustion chamber. The present invention relates to a boiler using a solid fuel which is arranged to increase heat exchange efficiency.
본 고안에 따른 고형연료를 이용한 보일러는 이송수단을 구비한 고형연료 저장실; 상기 저장실로부터 공급되는 고형연료를 불완전 연소하여 가스를 발생시키기 위하여 버너를 구비한 가스발생실; 외통, 상기 외통과 일정간격 떨어져 내장되어 있고 가스 소통방향을 향하여 경사진 다수의 공기유입공이 형성되어 있는 내통, 그리고 상기 내통 내에 구비된 화구를 갖는 버너를 포함하고 상기 가스발생실과 연통되어 있는 연소덕트; 상기 연소덕트로 공기를 공급하는 송풍기; 상기 연소덕트와 연통되어 있는 가스연소실; 상기 가스연소실 내부에 설치되어 있는 열교환부; 및 상기 가스연소실에서 방출되는 배출가스에서 유해성분을 거르는 여과부를 포함하여 이루어진다.Boiler using a solid fuel according to the present invention is a solid fuel storage room having a transfer means; A gas generating chamber having a burner for generating gas by incomplete combustion of the solid fuel supplied from the storage chamber; A combustion duct comprising an outer cylinder, an inner cylinder having a plurality of air inflow holes inclined toward the gas communication direction, which is embedded away from the outer cylinder, and a burner having a crater provided in the inner cylinder and communicating with the gas generating chamber. ; A blower for supplying air to the combustion duct; A gas combustion chamber in communication with the combustion duct; A heat exchanger installed inside the gas combustion chamber; And it comprises a filter for filtering out harmful components from the exhaust gas discharged from the gas combustion chamber.
Description
본 고안은 RDF(refuse derived fuel) 또는 RPF(refuse plastic fuel), 그 외 슬러지를 비롯한 기타 고형연료를 건류가스화 한 후 연소시켜 이로부터 발생되는 열을 이용하는 보일러에 관한 것으로, The present invention relates to a boiler that uses heat generated by burning dry carbonized gas after refractory derived fuel (RFF) or refused plastic fuel (RPF), other sludge, and other solid fuels.
특히 종래 문제되는 건류가스의 응축과 크링커(clinker)로 인한 건류가스 소통로의 용적 감소와 폭발 위험을 해결하기 위하여 가스발생실과 가스연소실 사이를 잇는 연소덕트에서 완전연소가 이루어지도록 함과 아울러, Particularly, in order to solve the volume reduction and explosion risk of the dry gas communication path due to the condensation of the dry gas and the clinker, which is a problem in the related art, complete combustion is performed in the combustion duct between the gas generating chamber and the gas combustion chamber.
열교환부를 가스연소실 상부에 직립 배열하여 열교환 효율을 높인 고형연료를 이용한 보일러에 관한 것이다.The present invention relates to a boiler using a solid fuel having a heat exchanger arranged upright on a gas combustion chamber to increase heat exchange efficiency.
대한민국 특허공개 제2004-0107168호(2004.12.20) 『RDF(고형연료)를 활용한 연속식 소각보일러』와 같이 각종 폐기물 중 가연성폐기물을 선별, 파쇄, 건조, 약품처리, 그리고 성형공정을 거쳐 생산된 고형연료를 활용한 폐열 재활용 연소 보일러가 공지되어 있다.Korea Patent Publication No. 2004-0107168 (December 20, 2004) `` Continuous Incineration Boiler Using RDF (Solid Fuel) '' produces various combustible wastes through sorting, crushing, drying, chemical treatment, and molding processes. Waste heat recycling combustion boilers utilizing conventional solid fuels are known.
그러나 종래 고형연료 연소 보일러의 문제점은 불완전 연소로 건류가스를 발생시키는 가스발생실과 건류가스의 완전연소가 이루어지는 가스연소실을 연결하는 덕트 부분에서 건류가스의 냉각과 압력 변화에 의하여 가스 응축이 발생되고, 이로 인하여 미연소 카본 등이 축적되는 크링커 현상으로 인하여 건류가수 소통로의 체적이 줄어들고 심할 경우 폭발의 위험까지 있었다. However, the problem of the conventional solid fuel combustion boiler is that the gas condensation is generated by the cooling and pressure change of the dry gas in the duct portion connecting the gas generating chamber for generating dry gas by the incomplete combustion and the gas combustion chamber for complete combustion of the dry gas. Because of this, the volume of the dry gas channel decreased due to the clinker phenomenon in which unburned carbon was accumulated, and even there was a danger of explosion.
본 고안은 상기와 같은 종래 고형연료 연소 보일러가 갖는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것이다.The present invention is proposed to solve the problems of the conventional solid fuel combustion boiler as described above.
이에 본 고안은 가스발생실과 가스연소실을 연결하는 연소덕트에서 건류가스의 완전연소가 이루어지도록 하고, 보다 완벽한 열분해(pyrolysis)를 위하여 연소덕트로 공급되는 공기의 분사 방향과 불꽃의 방향을 일치시킨 보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention allows the complete combustion of dry gas in the combustion duct connecting the gas generating chamber and the gas combustion chamber, and the boiler's direction coinciding with the injection direction of the air supplied to the combustion duct for more pyrolysis. The purpose is to provide.
또 본 고안은 가스연소실 상부에 직립 배열된 열교환부를 통하여 열교환 효율을 높이고, 배출가스의 잔열을 이용하여 상기 연소덕트로 공급되는 공기 및/또는 상기 열교환부로 공급되는 냉수를 예열하여 열효율을 높이는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to increase the heat exchange efficiency through the heat exchanger arranged upright in the upper part of the gas combustion chamber, and to increase the thermal efficiency by preheating the air supplied to the combustion duct and / or cold water supplied to the heat exchanger using the residual heat of the exhaust gas. It is done.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 고형연료를 이용한 보일러는 이송수단을 구비한 고형연료 저장실; 상기 저장실로부터 공급되는 고형연료를 불완전 연소하여 가스를 발생시키기 위하여 버너를 구비한 가스발생실; 외통, 상기 외통과 일정간격 떨어져 내장되어 있고 가스 소통방향을 향하여 경사진 다수의 공기유입공이 형성되어 있는 내통, 그리고 상기 내통 내에 구비된 화구를 갖는 버너를 포함하고 상기 가스발생실과 연통되어 있는 연소덕트; 상기 연소덕트로 공기를 공급하는 송풍기; 상기 연소덕트와 연통되어 있는 가스연소실; 상기 가스연소실 내부에 설치되어 있는 열교환부; 및 상기 가스연소실에서 방출되는 배출가스에서 유해성분을 거르는 여과부를 포함하여 이루어진다.Boiler using a solid fuel according to the present invention for achieving the above object is a solid fuel storage room having a transfer means; A gas generating chamber having a burner for generating gas by incomplete combustion of the solid fuel supplied from the storage chamber; A combustion duct comprising an outer cylinder, an inner cylinder having a plurality of air inflow holes inclined toward the gas communication direction, which is embedded away from the outer cylinder, and a burner having a crater provided in the inner cylinder and communicating with the gas generating chamber. ; A blower for supplying air to the combustion duct; A gas combustion chamber in communication with the combustion duct; A heat exchanger installed inside the gas combustion chamber; And it comprises a filter for filtering out harmful components from the exhaust gas discharged from the gas combustion chamber.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 보일러에서 고형연료 저장실(10)에는 폐플라스틱, 폐섬유, 폐타이어, 폐종이, 폐목재, 유분, 슬러지와 같은 각종 산업 및 일반 가연성폐기물들을 선별과정과 화학약품처리공정, 그리고 성형공정을 거쳐 생산된 고형연료(F)가 저장되어 있고, 상기 연료(F)는 이송벨트(11)가 구비된 이송라인(13)과 같은 이송장치를 통하여 가스발생실(20)로 공급된다.As shown in Figure 1, in the boiler according to the present invention in the solid fuel storage room 10, various industrial and general combustible wastes such as waste plastic, waste fiber, waste tires, waste paper, waste wood, oil, sludge And a solid fuel (F) produced through a chemical treatment process and a molding process are stored, and the fuel (F) is generated through a transfer device such as a transfer line (13) provided with a transfer belt (11). It is supplied to the chamber 20.
상기 가스발생실(20)의 하부에는 버너(21)가 구비되어 있고, 상기 고형연료(F)는 상기 버너(21) 상부로 낙하하도록 되어 있다. 상기 가스발생실(20)에서는 건류 열분해 반응이 진행되어 불완전 연소된 건류가스가 발생된다. 이를 위하여 상기 가스발생실(20)로 공급되는 공기비는 1이상, 보다 상세하게는 0.5 내지 0.7 정도인 것이 바람직하다.The burner 21 is provided in the lower part of the gas generating chamber 20, and the solid fuel F falls to the upper part of the burner 21. As shown in FIG. In the gas generating chamber 20, the dry distillation pyrolysis reaction proceeds to generate incompletely burned dry gas. For this purpose, the air ratio supplied to the gas generating chamber 20 is preferably at least one, more specifically, about 0.5 to 0.7.
상기 가스발생실(20)의 하부에는 연료(F) 연소 후 발생되어 축적되는 재를 제거하기 위한 퇴출도어(23)가 구비되어 있다.The lower part of the gas generating chamber 20 is provided with a exit door 23 for removing the ash generated and accumulated after the combustion of the fuel (F).
불완전 연소로 발생되는 건류가스는 투입 공기량, 연료(F)의 화학적 조성, 가스발생실(20)의 연소온도(약 400℃ ~700℃) 등에 따라 발생량과 조성이 다르겠지만, 일반적으로 일산화탄소, 이산화탄소, 수소, 메탄, 수분, 기타 탄화수소류(에탄, 아세틸렌 등)로 구성된다.The dry gas generated by incomplete combustion may have a different amount and composition depending on the amount of input air, the chemical composition of the fuel (F), and the combustion temperature (about 400 ° C. to 700 ° C.) of the gas generating chamber 20, but generally carbon monoxide and carbon dioxide , Hydrogen, methane, water, and other hydrocarbons (ethane, acetylene, etc.).
이어서 상기 가스발생실(20)에서 발생된 건류가스는 가스연소실(50)에서 완전연소가 이루어지는데, 본 고안에서는 종래 가스발생실과 가스연소실을 연결하는 덕트에서 건류가스의 냉각과 응축으로 인한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 가스발생실(20)과 가스연소실(50)을 잇는 덕트(30)에서 연소가 이루어지도록 하였다.Subsequently, the dry gas generated in the gas generating chamber 20 is completely burned in the gas combustion chamber 50. In the present invention, the problem caused by the cooling and condensation of the dry gas in the duct connecting the conventional gas generating chamber and the gas combustion chamber is solved. In order to solve, the combustion is made in the duct 30 connecting the gas generating chamber 20 and the gas combustion chamber 50.
이를 위하여 상기 연소덕트(30)는 도 2에서 보다 상세하게 확인할 수 있는 바와 같이, 외통(33), 상기 외통(33)과 일정간격 떨어져 내장되어 있고 가스 소통방향을 향하여 경사진 다수의 공기유입공(37)이 형성되어 있는 내통(35)으로 이루어져 있고, 상기 내통(35) 내, 특히 연소실(50)에 치우친 전방 부분에 배열된 화구를 갖는 버너(31)가 구비되어 있다. To this end, the combustion duct 30, as can be seen in more detail in Figure 2, the outer cylinder 33, a plurality of air inlet is built in a predetermined distance away from the outer cylinder 33 and inclined toward the gas communication direction An inner cylinder 35 in which 37 is formed is provided, and a burner 31 having a fireball arranged in the inner portion of the inner cylinder 35, in particular in a front part biased to the combustion chamber 50, is provided.
상기 버너(31)의 불꽃은 수평방향을 향하고, 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 완전연소를 위하여 송풍기(40)로부터 공급되는 공기는 댐퍼(damper)(41)에 의하여 공급량이 조절되어 상기 외통(33)을 거쳐 중간공간(34)을 채우고, 이어서 상기 내통(35)에 방사상으로 가스 소통방향, 즉 수평방향을 향하여 경사진 다수의 공기유입공을 통하여 상기 내통(35) 내부로 공급되므로 상기 버너(31) 불꽃의 열기를 배가시킬 수 있도록 되어 있어 보다 완벽한 건류가스의 열분해가 이루어진다.The flame of the burner 31 faces in the horizontal direction, and as shown in FIG. 2, the air supplied from the blower 40 for the complete combustion is controlled by a damper 41 to adjust the supply amount. 33, the intermediate space 34 is filled, and then the inner burner 35 is supplied into the inner cylinder 35 through a plurality of air inlets inclined toward the gas communication direction, that is, the horizontal direction. (31) The heat of the flame can be doubled, resulting in more complete pyrolysis of dry gas.
상기 연소덕트(30)에서의 건류가스 연소는 가스연소실(50)까지 이어지며, 상기 가스연소실(50)의 하부에는 축적되는 잔재의 처리를 위한 퇴출도어(53)가 구비되어 있다. 또 상기 연소실에도 보조버너(51)가 구비될 수 있다.Dry gas combustion in the combustion duct 30 extends to the gas combustion chamber 50, and a discharge door 53 is provided at the lower portion of the gas combustion chamber 50 for processing accumulated residue. In addition, the combustion chamber may be provided with an auxiliary burner 51.
상기 가스연소실(50)에는 온수 또는 스팀 발생을 위한 연교환부가 설치되는데, 특히 도시된 열교환부(60)는 온수발생을 위한 구성으로 하방을 향하여 배열되어 있고 하단부가 폐쇄된 다수의 외관(63)을 포함하는 온수배출부(61), 그리고 상기 외관(63) 보다 작은 지름을 갖고 상기 외관 내부에 배열되어 있고 하단부에 배출구(67a))를 구비한 내관(67)을 포함하는 냉수공급부(65)를 포함하여 이루어진다.In the gas combustion chamber 50, a soft exchange unit for generating hot water or steam is installed. In particular, the illustrated heat exchange part 60 is arranged downward to have a configuration for generating hot water. Cold water supply unit 65 including a hot water discharge portion 61, and an inner tube 67 having a diameter smaller than the outer appearance 63 and arranged inside the outer appearance and having an outlet 67a at the lower end thereof. It is made, including.
상기 외관(63)들은 상부에서 연결부(62)를 통하여 상호 통합되며 방출구(61a)를 통하여 온수가 배출되도록 되어 있고, 상기 내관(65)들은 역시 연결부(66)를 통하여 상호 통합되어 외부의 수원으로부터 냉수를 공급 받도록 되어 있다.The exteriors 63 are integrated with each other through the connecting portion 62 at the top, and the hot water is discharged through the discharge port 61a, and the inner tubes 65 are also integrated with each other through the connecting portion 66 to the external water source. Cold water is supplied from.
특히 본 고안에서는 상기 냉수공급을 위한 내관(67)의 배출구(67A)가 상기 외관(63)의 하부에 치우쳐 있으므로 배출되는 냉수와 방출구(61A)를 통하여 방출되는 온수가 가능한 섞이지 않도록 되어 있으며, 냉수는 연소열에 의하여 가능한 빨리 가열되도록 되어 있으므로 바람직하다.In particular, in the present invention, since the outlet 67A of the inner tube 67 for supplying the cold water is biased to the lower portion of the exterior 63, the hot water discharged through the discharge port 61A is not mixed as much as possible. Cold water is preferred because it is intended to be heated as soon as possible by the heat of combustion.
건류가스가 상기 연소실(50)에서 완전연소된 후 발생되는 배출가스에는 많은 다이옥신을 비롯한 많은 유해성분이 함유되어 있으므로 정화과정이 필요한데, 이를 위한 여과부(70)로서 상기 연소실(50)과 연결관(71A)을 통하여 연결된 원심력집진기(71), 활성탄이 충진된 제1 필터(73), 여과막을 이용한 제2 필터(75), 그리고 각 여과부재(71)(73)(75)를 잇는 연결관(72)(74)으로 이루어질 수 있다.The exhaust gas generated after the dry gas is completely burned in the combustion chamber 50 contains a large amount of harmful components, including many dioxins, and thus requires a purification process. As a filtration unit 70, the combustion chamber 50 and the connection pipe ( Centrifugal force collector 71 connected through 71A, a first filter 73 filled with activated carbon, a second filter 75 using a filtration membrane, and a connecting pipe connecting each filtration member 71, 73, 75 ( 72) (74).
최종 필터(75)를 거친 배출가스는 연결관(76)에 구비된 배기팬(77)을 통하여 이송되어 연돌(79)을 거쳐 배기된다. The exhaust gas passing through the final filter 75 is transferred through the exhaust fan 77 provided in the connecting pipe 76 and exhausted through the stack 79.
이때 상기 연돌(79)에서 배출되는 가스의 30 내지 70%는 재연소 과정을 통하여 유해물질의 배출을 가능한 줄이도록 하는 것이 바람직한데, 이를 위하여 배출가스의 일부는 상기 연소덕트(30) 또는 상기 가스연소실(50)로 순환될 수 있다. At this time, 30 to 70% of the gas discharged from the stack 79 is preferably to reduce the discharge of harmful substances through the reburn process, for this purpose, a part of the exhaust gas is the combustion duct 30 or the gas May be circulated to the combustion chamber 50.
또 본 고안에 따른 고형연료 보일러에서는 열효율을 높이기 위하여 배출가스의 잔열을 흡수하여 상기 연소덕트(30)로 공급되는 공기 또는 상기 열교환부(60)로 공급되는 냉수, 또는 이들 모두를 예열하는 잔열흡수교환부(미도시 됨) 상기 여과부(70)에 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the solid fuel boiler according to the present invention absorbs the residual heat of the exhaust gas in order to increase the thermal efficiency, the residual heat absorption for preheating the air supplied to the combustion duct 30 or the cold water supplied to the heat exchange unit 60, or both. Exchange unit (not shown) is preferably provided in the filtration unit 70.
본 고안에 따른 보일러는 연소 부분과 고온 부분을 적절한 내화재료로 구성하여 열손실을 가능한 줄이고 화재 위험을 방지하도록 하여야 한다.Boiler according to the present invention should be composed of the combustion and high temperature portion of the appropriate refractory material to reduce the heat loss as possible and to prevent the risk of fire.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 고형연료를 이용한 보일러는 가스발생실과 가스연소실을 연결하는 연소덕트에서 건류가스의 완전연소가 이루어지도록 하고, 보다 완벽한 열분해(pyrolysis)를 위하여 연소덕트로 공급되는 공기의 분사 방향과 불꽃의 방향을 일치시킨 보일러를 제공하여 건류가스의 냉각 및 응축으로 인한 문제점을 해결하였다.As described above, the boiler using the solid fuel according to the present invention allows the complete combustion of dry gas in the combustion duct connecting the gas generating chamber and the gas combustion chamber, and the air supplied to the combustion duct for more complete pyrolysis. The problem of cooling and condensation of dry gas was solved by providing a boiler in which the spray direction and the flame direction were matched.
또 본 고안은 가스연소실 상부에 직립 배열된 열교환부를 통하여 열교환 효율을 높이고, 배출가스의 잔열을 이용하여 상기 연소덕트로 공급되는 공기 및/또는 상기 열교환부로 공급되는 냉수를 예열하여 열효율을 높이도록 하였다.In addition, the present invention improves the heat exchange efficiency through the heat exchanger arranged upright on the upper part of the gas combustion chamber, and preheats the air supplied to the combustion duct and / or the cold water supplied to the heat exchanger using the residual heat of the exhaust gas to increase the thermal efficiency. .
이상에서 본 고안을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구성을 갖는 보일러를 위주로 설명하였으나 본 고안은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 고안의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above description of the present invention with reference to the accompanying drawings, but mainly described for the boiler having a specific shape and configuration, the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, such modifications and changes are within the protection scope of the present invention Should be interpreted as belonging.
도 1은 본 고안에 따른 고형연료를 이용한 보일러의 구성을 나타내는 개략도,1 is a schematic view showing the configuration of a boiler using a solid fuel according to the present invention,
도 2는 연소덕트의 확대 개략도이다.2 is an enlarged schematic view of a combustion duct.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 연료저장식 11: 이송벨트10: fuel storage 11: transfer belt
20; 가스발생실 21: 버너20; Gas Generation Chamber 21: Burner
30: 연소덕트 31: 버너30: combustion duct 31: burner
33: 외통 35: 내통33: outer cylinder 35: inner cylinder
40: 송풍기 50: 가스연소실40: blower 50: gas combustion chamber
60: 열교환부 61: 온수배출부60: heat exchanger 61: hot water discharge unit
63: 외관 65: 냉수공급부63: appearance 65: cold water supply
67: 내관 70: 여과부67: inner tube 70: filtration unit
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| KR101748390B1 (en) * | 2017-04-26 | 2017-06-16 | 주식회사 그린이앤지 | Incinerator for incinerating fishing net |
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2005
- 2005-05-10 KR KR20-2005-0013044U patent/KR200390958Y1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101748390B1 (en) * | 2017-04-26 | 2017-06-16 | 주식회사 그린이앤지 | Incinerator for incinerating fishing net |
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