KR20100018630A - 다단 연소형 슬러지 소각로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물처리장, 오수처리장, 하수처리장, 폐수처리장 등에서 수거된 슬러지를 다단계로 형성된 소각로에서 건조시켜 이동시키면서 효과적으로 소각처리 할 수 있게 한 다단 연소형 슬러지 소각로에 관한 것으로,

다량의 슬러지를 연속적으로 소각처리 할 수 있는 새로운 구조의 다단 연소형 슬러지 소각로를 제공하고 있는 것으로, 본 발명은 소각로를 다단계로 나누어 서로 연통되는 다단계 소각로를 구성, 슬러지가 소각로 안에서 자연적으로 건조되면서 연소되고 산소 고압공기에 의해 아래쪽 소각로 쪽으로 순차적으로 이동되면서 건조되어 고르게 소각처리될 수 있는 효과가 있으며,

특히 다단 소각로 전체를 같은 압력과 온도가 가해지도록 구성하고 건조실 겸 굴뚝을 소각로 가장 밑쪽에 위치하도록 하여 연소효율이 극대화할 수가 있다.

교반기, 연소실, 유입통로, 상부연소실, 하부연소실, 버너, 재연소층

Description

다단 연소형 슬러지 소각로{Sludge incinerator for Multi combustion chamber}

본 발명은 슬러지 소각로에 관한 것으로 음식물처리장, 오수처리장, 하수처리장, 폐수처리장 등에서 수거된 슬러지를 다단계로 형성된 소각로에서 건조시켜 이동시키면서 효과적으로 소각처리 할 수 있게 한 다단 연소형 슬러지 소각로에 관한 것이다.

오수처리장, 하수처리장, 폐수처리장 등에서 발생된 슬러지는 일반적인 쓰레기와 달리 수분과 악취, 가스발생이 심하고 불안전연소 성분이 많기 때문에 단순한 종래의 소각로로는 슬러지를 효과적으로 완전 연소시킬 수 없는 문제점이 있다.

또한 다량의 슬러지를 연속적으로 소각처리하려면 연료소모가 많고 고효율을 유지할 수 있는 조건의 소각로와 산소가 원할히 공급되어 연소가 효율적으로 이뤄지는 소각로의 구조적 개선이 요구된다.

종래에도 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 많은 노력을 경주해 왔으며, 수거된 슬러지를 고온의 소각로에서 서서히 교반, 이동시키면서 효과적으로 처리하기 위하여 하나의 소각로 본체에 연소실을 상하로 구획히여 서로 연통하는 1차, 2차 연소실을 형성한 열하향식 슬러지 전용소각로(공개번호 특2000-27061호)가 제안되었다.

즉, 열하향식 슬러지 전용소각로는 연소실에 투입된 슬러지를 뒤집고 교반하여 중심부쪽으로 이동시켜 고루게 소각되게 하고, 교반판의 날개부를 통하여 공기가 분사되게 하여 전면의 연소를 활성화 시키도록 하여 연소효율을 높이도록 하였으나 다음과 같은 문제점이 존재하는 것이었다.

(1) 다단의 연소실을 형성하는 소각로의 경우 각각의 연소실내에 연소온도의 차를 줄일 수 있도록 내부 구조를 개선할 필요가 있다.

(2) 1차 처리되는 상부 연소실에서 슬러지가 거의 완전 연소처리 되도록 하여 다른 연소실에서의 연소 부담을 낮출 필요가 있다.

(3) 다단의 연소실로 연소된 슬러지의 이동을 용이하게 할 필요가 있다.

(4) 연소된 재낙하를 위한 통로를 대칭이 되는 중앙에 설치하여 재 배출을 용이하게 할 필요가 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로,

본 발명의 목적은 다량의 슬러지를 연속적으로 소각처리 할 수 있는 대용량, 고효율의 다단 연소형 슬러지 소각로를 제공하고자 하는 것이다.

다른 목적은 여러 단계의 연소실을 연결시켜 소각실을 길게 연장하고 산소발생기를 추가함으로서 연소가스가 하향 이동하는 중에 슬러지가 건조되고 재 연소가 이뤄져 소각되므로 소각로의 열효율을 극대화 시켜 최종적으로는 대기 오염물질 배출을 최소화시키고 효율적인 소각이 이뤄지도록 한 다단 연소형 슬러지 소각로를 제공하고자 하는 것이다.

다른 목적은 다단의 연소실내 연소온도의 차를 줄일 수 있도록 내부 구조를 개선하고자 하는 것이며,

이와 같은 목적은 하부연소실에 연이어 통하는 굴뚝에 개폐문을 설치하고, 상부 연소실에 비상구를 설치하여 연소상태에 따라 제어하도록 하여 달성할 수가 있다.

다른 목적은 1차 처리되는 상부 연소실에서 슬러지가 거의 완전 연소처리 되도록 한 것으로 이와 같은 목적은 교반판의 상부에 재연소를 위한 재연소층을 도포하고, 교반판의 하부 분배구에 세라믹 도포을 하여 연소반응이 촉진되게 하여 달성할 수가 있다.

다른 목적은 다단의 연소실로 연소된 슬러지의 이동을 용이하도록 한 것으로 이와같은 목적은 중간연소층의 통로가 경사지게 하여 압력 및 중력의 차를 이용하도록 하여 달성할 수가 있다.

다른 목적은 연소된 재낙하를 위한 통로를 대칭이 되는 중앙에 설치하여 재 배출을 용이하게 한 것으로 상부연소실에 설치되는 교반기를 교반축이 상부로 유도 되게하여 달성할 수 있도록 한 것이다.

상기한 목적을 해결하기 위한 본 발명의 다단 연소형 슬러지 소각로는 슬러지가 투입되는 슬러지 공급구가 구비되고, 중앙에 교반판이 설치되어 버너를 통하여 연소시키는 상부연소실과, 상기 상부 연소실에서 우회통로를 통하여 하부로 이동하면서 재차 연소시키는 중간연소실과, 상기 중간연소실에서 우회통로를 통하여 하부로 이동하면서 재차 연소시키며, 연이어 굴뚝과 통해져 있는 하부연소실로 이루어진 슬러지 소각로에 있어서,

상기 상부 연소실은 상부에 산소주입모터를 통하여 교반축의 유입구로 산소가 유입되게 구성하고, 상부 모터를 통하여 교반축과 연결되어 교반판의 하부의 분배구로 산소를 배출시키도록 구성하고,

상기 중간연소실에서 통로를 형성하는 바닥이 경사로가 구비되게 구성되며,

상기 하부 연소실에서 굴뚝과 연이어 통하는 곳에 개폐문이 설치되게 구성하고, 상부 연소실의 하단 중심과 소각로의 중심에 재낙하 통로를 형성한 것을 특징으로 하며,

상기 교반판의 상부에는 방사 형상의 철크롬 발열금속이 도포된 재연소층을 도포하고, 교반판는 하부에는 빗살형상의 다수개의 분배구를 형성하며, 각각의 분배구에는 분출공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상부 연소실의 상부에는 비상구를 형성하여 불연소나 과연소시 개폐제 어되도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 다량의 슬러지를 연속적으로 소각처리 할 수 있는 새로운 구조의 다단 연소형 슬러지 소각로를 제공하고 있는 것으로, 본 발명은 소각로를 다단계로 나누어 서로 연통되는 다단계 소각로를 구성, 슬러지가 소각로 안에서 자연적으로 건조되면서 연소되고 산소 고압공기에 의해 아래쪽 소각로 쪽으로 순차적으로 이동되면서 건조되어 고르게 소각처리될 수 있는 효과가 있으며,

특히 다단 소각로 전체를 같은 압력과 온도가 가해지도록 구성하고 건조실 겸 굴뚝을 소각로 가장 밑쪽에 위치하도록 하여 연소효율이 극대화할 수가 있다.

또한 상부 연소실에는 재연소 및 산소 촉매 기능을 하여 완전 연소를 수행할 수가 있으며, 하부로 연결되는 중간 연소실의 통로가 경사지게 형성되어 있어 연소된 슬로지의 이동 이용한 효과가 있으며, 배출통로가 중앙에 형성되어 있어 안전하게 배출할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 다단 연소형 슬러지 소각로를 나타낸 종단면도로서, 본 발명의 다단 연소형 슬러지 소각로(10)는 다단 연소형 소각로로서 필요에 따라 연소 실의 갯수를 정할 수가 있으며, 도면에는 상부로 부터 하부까지 4개의 연소실을 도시하고 있으며, 이 연소실은 설명의 편의를 위하여 상부연소실(11) 및 하부연소실(14)의 사이에 존재하는 중간연소실을 제1차 및 제2차 중간연소실(12),(13)이라 칭한다.

상부연소실(11)은 일측에 스크류로 형성된 슬러지 공급구(15)와 연결되어 있으며, 상부 중앙부에는 모터(1)에 의하여 회전하는 교반판(4)가 장착되어 있다.

이와 같이 상부 연소실(11)의 상부에 모터(1)를 장착하고 있어 다단의 연소실을 형성하는 경우 교반판(4)와 연결되는 교반축의 길이를 짧게 할 수 있는 동시에 소각로의 하부 중심위치로 재낙하 통로(20)를 형성할 수 있는 장점을 가진다.

또한 상기 교반축의 일측은 개방한 상태의 유입구(2)를 형성하고 있고, 상부에 산소주입모터(3)에서 공급되는 산소가 주입되도록 구성되어 있다.

즉, 산소주입모터(3)는 유입통로(5)에 연결되고, 밀폐된 유입통로(5)내 유입구(2)가 형성된 교반축이 관통되게 구성되어 있다.

교반판(4)는 평판형상으로 하부에 빗살형상의 다수개의 분배구(6)를 가지고 있으며, 각각의 분배구(6)에는 분출공(7)이 형성되어 있으며, 상기한 교반축과 일체로 형성되어 산소 공급통로를 형성한다.

상기한 분배구(6)의 외벽에는 연소촉진을 위한 세라믹층 도포되어 있으며, 상기 상부연소실(11)의 상부에는 비상구(9)를 형성하여 불연소나 과연소시 개폐를 제어하도록 구성되어 있다.

상기한 하부 연소실(14)에는 굴뚝(21)이 연이어 통하여 상부로 돌출되도록 형성되어 있고, 이 굴뚝(21)과 연이어 연결되는 부분에 개폐문(22)이 형성되어 외부에서 그 개폐가 제어되도록 구성되어 있다.

그리고 상기한 제 1 및 제 2 중간연소실(12),(13)에는 각각 우회통로가 형성되고, 통로를 형성하는 바닥이 각각 경사로(23)를 가지도록 구성되어 있다.

상기한 상부 연소실(11), 제 1 및 제 2 중간연소실(12),(13), 하부연소실(14)의 중앙부에는 각각 한쌍의 버너(B1),(B2)가 장착되어 있으며, 상기 상부 연소실(11)의 하단을 통하고, 제 1 및 제 2 중간연소실(12),(13) 및 하부연소실(14)의 중앙을 관통하여 재낙하 통로(20)를 형성하고, 하부에 스크류로 형성된 슬러지 배출구(25)가 형성되어 있다.

도 2는 본 발명의 다단 연소형 슬러지 소각로의 교반판를 중심으로 나타낸 평단면도로서 동일한 부품에 대하여는 동일 부호를 부치고 있으며, 중복되는 설명은 생략한다.

교반축(x)과 연결된 교반판(4)의 상부에는 방사 형상의 철크롬 발열금속이 도포된 재연소층(26)이 도포되어 있고, 교반판(4)의 하부에는 분배구(4)가 형성되어 교반축(4)을 통하여 공급되는 산소가 하방으로 배출되도록 구성되어 있으며, 버너(B1),(B2)는 연소실 내부 중앙으로 불꽃을 배출하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 슬러지의 소각시 소각로의 연소 온도가 될때 까지 다수개의 버너(B1),(B2)를 동작시키는 동시에 모터(1)를 통하여 교반판(4)을 회전시키게된다. 이와 동시에 산소주입모터(3)를 구동시켜 교반축(x)의 유입구(2)내 산소가 유입되게 하여 교반판의 하부 분배구(6)를 통하여 하방으로 산소가 공급되 게 한다. 이때의 공급되는 산소발생기를 통해 90% 이상의 산소를 발생시켜 산소주입모터(3)에 의하여 유입되어 연소를 활성화시킨다.

이때에 하부 연소실(14)의 개폐문(22)은 폐쇄상태가 유지되게 하여 슬러지 소각로(10) 내부의 온도가 고온이 되게 유지한다.

밀폐된 슬러지 소각로(10) 내부가 일정온도 이상 상승하여 슬러지의 연소상태가 되면, 슬러지 공급구(15)를 통하여 슬러지를 투입하게 되는 것으로 스크류식으로 슬러지를 전달하므로 외부로 공기가 유출되는 것을 가능한 방지하면서 슬러지가 유입된다.

이와 같이 상부연소실(11)의 교반판(4)의 상부에 슬러지가 투입되면, 고온에 의하여 슬러지가 소각되고, 이때 산소도 같이 공급되므로 연소효율을 높일 수가 있다.

특히 본 발명에서는 산소 분출공(7)의 외벽에 세라믹 코팅을 하여 산소와 접촉하여 촉매역할을 연소시 효율을 높일 수가 있으며, 교반판(4)의 상부에 투입된 슬러지는 교반판 위에서 연소되면서 교반판(4)의 상부 방사 형상의 철크롬 발열금속으로 도포된 재연소층(26)에 의하여 재차 연소되어 연소효율을 크게 높일 수가 있다.

이와 같이 슬러지 소각로(10)의 상부 연소실(11)에서 연소된 후 그 옆면의 우회통로에 의해 연이어 통하는 중간 연소실(12),(13)을 통하여 건조되면서 우회통로를 거쳐 하부연소실(14)로 이동하게 된다.

이때 제 1차 및 제 2차 중간연소실(12),(13)의 통로를 형성하는 경사로(23) 을 형성하고 있어 내부 연소실의 면적차이에 따른 압력차 및 무게에 따른 찌꺼기가 하부로의 이동이 용이하게 되고, 소각로의 하단에 설치된 굴뚝(21)을 통하여 외부로 배출하게 된다. 이때 굴뚝과 연결되는 부분에 개폐문(22)을 형성하고 있어 소각로 내부의 열성층이 변화하는 현상이 최소화시킬 수 있도록 했다.

또한 소각로의 중심에 위치하는 재낙하 통로(20)가 수직으로 형성되어 있어 연소후 남은 재가 중앙의 재낙하 통로(20)를 지나면서 낙하하고, 이 낙하된 재는 슬러지 배출구(25)을 통하여 외부로 배출되는 것으로 이때에도 스크류를 사용하여 외부와의 온도차를 방지하고 있다.

특히, 2차 연소실의 회전 교반판(4)의 하부에는 여러 날개에 산소 분배구(6)를 가지고 있어 교반판의 회전시 회전하면서 산소발생기에서 발생된 산소가 유입되도록 하여 연소실 전반에 투입하여 연소된 공기를 이동시키고, 이러한 작용을 반복적으로 수행하여 슬러지가 건조하면서 이동하여 연소하고, 회전하는 상기한 산소분배구(수직날개)에 의해 차츰 중앙으로 이송되어 재낙하 통로(20)로 낙하된 후 배출하도록 하고 있다.

이때 각각의 연소실에서 발생되는 연소열과 연소 가스는 압력에 의해 밀려 우회통로를 통해 하부의 연소실로 유입되면서 재연소하는 하는 과정을 반복하여 굴뚝으로 배출된다.

그리고 상기와 같은 연소동작시 이상 여부를 점검할 수 있는 비상구(9)가 구비되어 있어 불연소나 과연소시 개폐를 제어하는 동시에 평상시 연소상태를 확인할 수 있도록 투명한 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이 본 발명은 투입 스쿠류와 배출 스크류, 회전판 교반판, 산소발생기가 구비된 송풍용 모터의 각 구동장치와 산소발생기가 내장된 버너의 화력조절장치 등은 외부에 도시하지 아니한 콘트롤부에서 자동으로 제어되도록 구성되어 있으며, 이들의 구동이 개시되면 1차 2차 3차 연소실의 버너가 작동되어 소각로 내부의 온도가 상승하여 연소조건이 발생되고, 투입 스크류와 회전판 교반판에 의해 투입된 슬러지가 사방으로 고르게 투입되면서 바깥 측으로부터 점차 내측의 중앙쪽으로 이동하면서 건조되고 연소되며, 이때 산소발생장치를 설치함에 의해 연소실에 순산소를 공급하여 연소효율을 향상시키고 바닥면의 내용물을 고르게 비산시켜 연소하여 연소효율이 증대되게 한 것이다.

도 1은 본 발명의 다단 연소형 슬러지 소각로를 나타낸 종단면도,

도 2는 본 발명의 다단 연소형 슬러지 소각로의 교반판를 중심으로 나타낸 평단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 모터 2 : 유입구

3 : 산소주입 모터(송풍기) 4 : 교반판

5 : 유입통로 6 : 분배구

7 : 분출공 10 : 슬로지 소각로

11 : 상부연소실 13 : 하부연소실

20 : 재낙하 통로 21 : 굴뚝

22 : 개폐문 B1, B2 : 버너

26 : 재연소층

Claims (3)

1. 슬러지가 투입되는 슬러지 공급구(15)가 구비되고, 중앙에 교반판(4)이 설치되어 버너를 통하여 연소시키는 상부연소실(11)과,

   상기 상부 연소실(11)에서 우회통로를 통하여 하부로 이동하면서 재차 연소시키는 중간연소실(12),(13)과,

   상기 중간연소실(13)에서 우회통로를 통하여 하부로 이동하면서 재차 연소시키며, 연이어 굴뚝과 통해져 있는 하부연소실(14)로 이루어진 슬러지 소각로에 있어서,

   상기 상부 연소실(11)은 상부에 산소주입모터(3)를 통하여 교반축의 유입구(2)로 산소가 유입되게 구성하고, 상부 모터(1)를 통하여 교반축과 연결되어 교반판(4)의 하부의 분배구(6)로 산소를 배출시키도록 구성하고,

   상기 중간연소실(12),(13)에서 통로를 형성하는 바닥이 경사로(23)가 구비되게 구성되며,

   상기 하부 연소실(14)에서 굴뚝(21)과 연이어 통하는 곳에 개폐문(22)이 설치되게 구성하고, 상부 연소실의 하단 중심과 소각로의 중심에 재낙하 통로(25)를 형성한 것을 특징으로 하는 다단 연소형 슬러지 소각로
2. 제1항에 있어서,

   교반판(4)의 상부에는 방사 형상의 철크롬 발열금속이 도포된 재연소층(26)을 도포하고, 교반판(4)는 하부에는 빗살형상의 다수개의 분배구(6)를 형성하며, 각각의 분배구(6)에는 분출공(7)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 연소형 슬러지 소각로
3. 제1항에 있어서,

   상부 연소실의 상부에는 비상구(9)를 형성하여 불연소나 과연소시 개폐제어되도록 구성한 것을 특징으로 하는 다단 연소형 슬러지 소각로

Images