KR200420079Y1 - 고형연료를 활용한 열분해식 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고형연료를 이용한 고효율의 열기를 얻어 이를 건조장치에 적용한 것으로서, 일정량으로 투입된 고형연료를 열분해시켜 이를 통해 얻어지는 가연성 가스를 점화시킨 후 그 점화열에 의해 별도로 투입되는 원료를 신속하고 안전하게 열건조 시킨 후, 이를 다시 신속하게 냉각시켜 포장될 수 있게 함으로서,

폐기 자원인 고형연료를 이용하여 우수한 건조효과를 얻을 수 있어 매우 경제적이면서도, 폐자원의 효과적인 재활용을 통해 매우 친환경적이면서도 합리적 에너지원의 창출이 가능한 것이며, 별도로 투입되는 원료의 대량 건조가 가능하여 뛰어난 효율성을 갖는 고형연료를 활용한 열분해식 건조장치에 대한 것이다.

고형연료, 열분해, 건조로, 2차 연소실, 냉각로

Description

고형연료를 활용한 열분해식 건조장치 {Thermal cracking type drier using refuse derived fuel}

도 1은 본 고안에 따른 열분해식 건조장치의 전체구성도

도 2a 내지 도 2c는 본 고안에 따른 열분해식 건조장치의 확대작동도로서,

도 2a는 고형연료 분해 및 이송부 상세도

도 2b는 건조부 상세도

도 2c는 냉각부 상세도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 열분해로 11,11' : 이송스크류

12 : 고형연료 호퍼 13 : 재수거함

14 : 버너

20 : 건조기 21 : 가스관

22 : 이중버너 23 : 흡기팬

24 : 로터리 25 : 원료투입구

26 : 원료공급스크류 27 : 2차연소실

30 : 배기구 31 : 배기필터

40 : 냉각로 41 : 배출구

42 : 배출공 43,43' : 트레이

44,44' : 회전아암 45 : 원료배출구

46 : 냉각팬

본 고안은 고형연료를 이용한 고효율의 열기를 얻어 이를 건조장치에 적용한 것으로서, 더욱 상세하게는 고형연료가 투입되어 이를 열분해하는 수단과 열분해에 따른 가연성가스를 이용한 이중버너 및 연소실, 그 연소실에 의한 건조기 및 냉각로를 각각 구비하여 별로도 투입되는 연료의 매우 뛰어난 건조 효과를 얻을 수 있는 고형연료를 활용한 열분해식 건조장치에 대한 것이다.

폐플라스틱을 활용한 고형연료인 RDF연료의 보다 효율적이고 친환경적인 이용을 목적으로 하는 고안으로서, 이 분야의 연소기술은 2005년 현재 산업자원부에서 시행하는 에너지 자원기술개발사업에 의해 일부 지원되었다.

기존의 방법은 소각개념인 화격자형식 등의 방법으로 연료를 소각하여 발생하는 열원을 보일러 또는 건조장에 접목하는 방법이 주류를 이루고 있다.

하지만 이러한 소각로 개념의 소형 폐보일러는 에너지 활용의 효율성이 매우 낮으며 이와 관련된 여러 가지 환경문제의 발생에 취약한 모습을 보인다.

RDF(가연성 폐기물을 이용한 고형연료)는 폐기물을 재활용하여 에너지화하는 대체에너지 개발의 부문에서 꾸준히 연구되고 있는 주제이며, 현재 국내에도 몇가지의 RDF성형 및 제조방법이 연구 개발되어 제품이 생산되고 있는 상황이다.

그러나, 현재까지 RDF의 대체연료로서의 활용방법은 소각로 형식으로 열원을 확보하는 것 이외에 뚜렷한 이용방안이 제시되지 않고 있다.

기존의 소각방식의 활용은 우수한 에너지원인 RDF의 이용에 있어 비효율적이며 몇 가지의 환경관련 문제를 야기시키고 있다.

이에 따라 본 고안 출원인은 2006년 실용신안등록출원 제001004호에 의해, RDF(고체연료)를 저장하여 일정량씩 공급하는 제1공급호퍼 및 제2공급호퍼를 각각 구비하여 상기 제1공급호퍼로부터 제공되는 RDF(고형연료)는 이송분해장치에 의해 가연성 가스로 분해되게 하고, 상기 제2공급호퍼로부터 제공되는 RDF(고형연료)는 회전분해장치에 의해 열분해되게 하며, 별도의 오일연소장치는 상기 가연성 가스를 점화시켜 화염을 발생케 하므로, 기존의 보일러 설비에 탈부착이 용이하여 RDF(고형연료)의 이용량을 증대시킴으로써 대체에너지의 실제적 사용을 활성화 시킬 수 있으며, 기존의 소각로와는 달리 고분자 폐기물 및 액상 폐기물까지도 고형화하여 연료로 사용할 수 있는 효과가 있으며,

본 고안의 설비에 의해 소각되는 RDF 연료는 1300℃ 이상의 고온에서 열원이 발생하므로 고온에서 열분해되는 특성을 갖는 다이옥신의 배출이 이루어지지 않으며 이중연소구조를 활용하여 소각 후 배기가스의 배출량을 환경기준치 이하로 조정할 수 있는 것이며, 종래와 같은 압력용기가 없어 안정성이 보장되며 콤팩트한 일체형으로 구성되어 보수 및 유지관리가 매우 용이한 효과가 있는 연료 분해장치와 오일 연소장치를 이용한 고형연료 연소장치를 제안한 바 있다.

본 고안은 전기한 바와 같은 고형연료 연소장치를 이용한 원료 건조장치를 제안한 것으로서, 일정량으로 투입된 고형연료를 열분해시켜 이를 통해 얻어지는 가연성 가스를 점화시킨 후 그 점화열에 의해 별도로 투입되는 원료를 신속하고 안전하게 열건조 시킨 후, 이를 다시 신속하게 냉각시켜 포장될 수 있게 함으로서,

폐기 자원인 고형연료를 이용하여 우수한 건조효과를 얻을 수 있어 매우 경제적이면서도, 폐자원의 효과적인 재활용을 통해 매우 친환경적이면서도 합리적 에너지원의 창출이 가능한 것이며, 별도로 투입되는 원료의 대량 건조가 가능하여 뛰어난 효율성을 갖는 고형연료를 활용한 열분해식 건조장치를 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 열분해식 건조장치의 전체구성도이다.

내부에 상,하 다단의 이송스크류(11)(11')가 내장되고, 외측 상부에는 고형연료 호퍼(12)가 장착되며, 외측 하부에는 재수거함(13)과 버너(14)가 형성된 다단식 열분해로(10)가 형성되고,

상기 열분해로(10)의 내부와 연통된 가스관(21)에는 이중버너(22)와 흡기팬(23)을 형성하고, 그 가스관(21)의 단부에는 보다 확장된 2차연소실(27)이 형성되고 2차연소실(27)의 단부에는, 내부에 로터리(24)가 내장된 건조기(20)를 장착하며, 그 건조기(20)의 일측에는 원료투입구(25)를 갖는 원료공급스크류(26)가 형성되고, 타측단에는 배기필터(31)를 갖는 배기구(30)가 형성되며,

상기 건조기(20)의 일측 하단에는 관통상의 배출구(41)가 형성되고 그 배출구(41)의 하단에는, 배출공(42)을 갖는 다단의 트레이(43)(43')가 형성되고 그 트레이(43)(43')의 수직 중심에는 각 트레이(43)(43')를 향해 돌출 형성된 회전아암(44)(44')이 형성되며, 선단에는 냉각팬(46)이 연결된 냉각로(40)가 장착되며,

상기 냉각로(40)의 하단에는 원료배출구(45)가 형성되어 이루어진 것이다.

이상과 같은 구성에 의한 본 고안 고형연료를 활용한 열분해식 건조장치의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시와 같이 고형연료 호퍼(12)로 고형연료를 투입하게 되면 그 고형연료는 도 2a의 도시와 같이 열분해로(10)의 내부로 공급되는데, 상기한 열분해로(10)의 내부에는 다단의 이송스크류(11)(11')가 상,하로 순차 형성되어 있어 이들 이송스크류(11)(11')를 따라 상기한 고형연료는 지연 이송되게 된다.

이러한 열분해로(10)의 하단에는 적어도 하나 이상의 버너(14)가 형성되어 있어 상기 버너(14)를 이용하여 그 열분해로(10)의 내부를 지속적으로 가열하게 되므로, 상기 버너(14)로부터 발생하는 열기는 상기한 고형연료를 가연성 가스로 분해하게 되는 것이다.

이와 같이 분해되는 가연성 가스는 가스관(21)을 통해 건조기(20)를 향해 공급되며, 열분해가 완전히 이루어진 고형연료는 열분해로(10)의 하단에 마련된 재수거함(13)으로 모여 수거되는 것이다.

상기한 바와 같이 발생된 가연성 가스는 가스관(21)을 통과하는 동안 도 2b의 도시와 같이 이중버너(22)에 의해 공기와 혼합되면서 점화되는 것이며, 이와 같은 점화열은 가스관(21) 단부의 건조기(20) 내부로 고온의 열기를 제공하는 역할을 하게 된다.

이때, 상기 이중버너(22)에는 외부로부터 산소를 공급하는 흡기팬(23)이 형성되어 있는 것이다.

또한, 상기한 가스관(21)의 단부에는 보다 확장된 형태의 2차연소실(27)이 형성되어 있는 것인데, 상기한 이중버너(22)와 2차연소실(27)의 구성은 주지된 고형연료 연소장치의 구성과 동일하므로 상기와 같은 간략한 설명으로 대체한다.

또한, 상기 2차연소실(27)의 단부에는 별도의 건조기(20)가 형성되어 있는데, 상기 건조기(20)의 선단 일측에는 외부로부터 유입되는 원료투입구(25)가 형성된 원료공급스크류(26)가 연결되어 있으므로 상기 원료투입구(25)로부터 제공된 각종 건조 대상물이 그 원료공급스크류(26)를 통해 건조기(20)의 내부로 유입되면 상 기 2차연소실(27)로부터 토출되는 고온의 열기에 의해 상기 원료가 건조되는 것이다.

이때의 건조기(20) 내부에는 외부 동력으로부터 회전되는 로터리(24)가 내장되어 있으므로 상기 로터리(24)는 원료의 고른 혼합 및 순차 이송을 담당하게 된다.

이와 같이 고열에 의해 건조된 원료는 그 건조기(20)의 단부에 마련된 배출구(41)를 통해 냉각로(40)의 내부로 공급되는데, 상기한 냉각로(40)의 상하 다단의 트레이(43)(43')를 통해 점진적으로 냉각되면서 보다 신속하고 효과적인 원료의 냉각이 이루어질 수 있게 하는 것이다.

즉, 상기한 냉각로(40)의 내부에는 도 2c의 도시와 같이 상,하 다단의 트레이(43)(43')가 형성되어 있고 그 트레이(43)(43')에는 일정 크기의 배출공(42)이 서로 다른 방향으로 각각 형성되어 있으며, 상기 트레이(43)(43')의 수직 중앙에는 상기 트레이(43)(43')의 내부를 향하여 돌출 형성된 회전아암(44)(44')이 동시 연동되게 형성되어 있으므로,

상기 트레이(43)(43')로 공급되어진 원료는 상기 회전아암(44)(44') 및 트레이(43)(43')의 배출공(42)을 통해 점차적으로 하측으로 낙하하며 냉각되는 것이며, 상기 냉각로(40)의 선단에 형성된 냉각팬(46)으로부터 그 냉각로(40)의 내부를 향하여 토출되는 외부 공기는 상기 원료를 더욱 빠르게 냉각시키는 역할을 하게 된다.

이와 같이 냉각된 원료는 냉각로(40)의 하단에 형성된 배출구(45)를 통해 배 출되므로 이를 수거ㅏ여 포장하면 되는 것이다.

또한, 상기한 2차연소실(27)을 통해 그 건조기(20)의 내부로 유입된 고온의 열기는 상기 건조기(20)의 타측단에 형성된 배기구(30)를 통해 외부로 배출되는 것이며, 그 배기구(30)에는 배기필터(31)가 장착되어 있어 외부로 분진이나 배기오염물 등이 유출되는 것을 방지하게 된다.

이상과 같은 본 고안 고형연료를 활용한 열분해식 건조장치는, 폐기 자원인 고형연료를 이용하여 우수한 건조효과를 얻을 수 있어 매우 경제적이면서도, 폐자원의 효과적인 재활용을 통해 매우 친환경적이면서도 합리적 에너지원의 창출이 가능한 것이며, 별도로 투입되는 원료의 대량 건조가 가능하여 뛰어난 효율성을 갖는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 내부에 상,하 다단의 이송스크류(11)(11')가 내장되고, 외측 상부에는 고형연료 호퍼(12)가 장착되며, 외측 하부에는 재수거함(13)과 버너(14)가 형성된 다단식 열분해로(10)가 형성되고,

   상기 열분해로(10)의 내부와 연통된 가스관(21)에는 이중버너(22)와 흡기팬(23)을 형성하고, 그 가스관(21)의 단부에는 보다 확장된 2차연소실(27)이 형성되고 그 2차연소실(27)의 단부에는, 내부에 로터리(24)가 내장된 건조기(20)를 장착하며, 그 건조기(20)의 일측에는 원료투입구(25)를 갖는 원료공급스크류(26)가 형성되고, 타측단에는 배기필터(31)를 갖는 배기구(30)가 형성되며,

   상기 건조기(20)의 일측 하단에는 관통상의 배출구(41)가 형성되고 그 배출구(41)의 하단에는, 배출공(42)을 갖는 다단의 트레이(43)(43')가 형성되고 그 트레이(43)(43')의 수직 중심에는 각 트레이(43)(43')를 향해 돌출 형성된 회전아암(44)(44')이 형성되며, 상단에는 냉각팬(46)이 연결된 냉각로(40)가 장착되며,

   상기 냉각로(40)의 하단에는 원료배출구(45)가 형성됨을 특징으로 하는 고형연료를 활용한 열분해식 건조장치.

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