KR20200025021A - Locally hot combustion chamber and cement calcination facility having the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a local high-temperature combustion chamber and a cement calcination facility comprising the same. Specifically, the present invention relates to a local high-temperature combustion chamber and a cement calcination facility comprising the same, wherein the local high-temperature combustion chamber is connected to at least one of a calcination furnace of a preheater system and a raw material injection chamber of a rotary kiln to gasify an organic waste and fuels using the same as a raw material by combustion and pyrolysis of the organic waste and fuels, and by using a high-temperature gas generated at this time in a preheating process and a firing process of cement raw materials, the local high-temperature combustion chamber can save fuel costs.

Description

국소 고온 연소 챔버 및 이를 포함하는 시멘트 소성 설비 {LOCALLY HOT COMBUSTION CHAMBER AND CEMENT CALCINATION FACILITY HAVING THE SAME}Local High Temperature Combustion Chamber and Cement Firing Facility Including the Same {LOCALLY HOT COMBUSTION CHAMBER AND CEMENT CALCINATION FACILITY HAVING THE SAME}

본 발명은 국소 고온 연소 챔버 및 이를 포함하는 시멘트 소성 설비에 관한 것으로, 구체적으로는 예열기 시스템의 하소로와 회전형 가마의 원료 주입 챔버 중 적어도 어느 하나에 연결되어 유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료를 연소 및 열분해하여 가스화하고, 이때 발생된 고온의 가스를 시멘트 원료의 예열 공정 및 소성 공정에 이용함으로써, 연료비용을 절약할 수 있는 국소 고온 연소 챔버 및 이를 포함하는 시멘트 소성 설비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a local high temperature combustion chamber and a cement calcination plant comprising the same. Specifically, the present invention relates to at least one of a calcining furnace of a preheater system and a raw material injection chamber of a rotary kiln to produce organic waste and a fuel thereof. The present invention relates to a local high temperature combustion chamber and a cement calcination plant including the same, which are capable of saving fuel costs by burning and pyrolyzing and gasifying and using the hot gas generated in the preheating and calcining processes of cement raw materials.

시멘트의 제조 과정은 채광, 분쇄, 예열, 소성, 냉각 공정 등을 거친다.Cement production processes include mining, grinding, preheating, firing and cooling.

채광 공정은 시멘트의 원료인 석회석을 캐내는 공정이고, 석회석에는 CaCO3, SiO2, Al2O3 등이 포함될 수 있다.The mining process is a process of digging limestone, which is a raw material of cement, and limestone may include CaCO 3 , SiO 2 , and Al 2 O 3 .

분쇄 공정은 캐낸 석회석을 부수고, 기타 원료들과 함께 분말에 가깝도록 부수는 공정이다.The crushing process is to crush the limestone that has been carved and to bring it closer to the powder along with other raw materials.

예열 공정은 각 예열 단계별로 300 내지 1000℃까지 온도가 올라가며, 예열기 시스템에 포함된 하소로에서 연소를 위해 유연탄, LPG, 벙커C유, WDF, 폐유, 폐합성수지, 가연성 폐기물 및/또는 하수슬러지, 폐타이어칩, 우레탄 파우더 등이 사용될 수 있다.The preheating process warms up to 300 to 1000 ° C for each preheating step, and includes bituminous coal, LPG, bunker C oil, WDF, waste oil, waste synthetic resin, flammable waste and / or sewage sludge, for combustion in the calcination furnace included in the preheater system. Waste tire chips, urethane powder and the like can be used.

소성 공정은 분말 상태의 시멘트 원료를 고온 가열하여 성분의 일부를 융해하여 클링커(Clinker)로 만드는 공정이다.The firing process is a process of melting a part of components by heating a cement raw material in a powder state at high temperature to make a clinker.

소성 공정은 로터리 킬른(Rotary Kiln) 내에서 수행될 수 있고, 일반 시멘트는 약 700 내지 2,000℃ 정도에서 소성이 수행될 수 있다.The firing process may be performed in a rotary kiln, and the general cement may be fired at about 700 to 2,000 ° C.

이후 냉각 공정에서 클링커를 냉각시키고, 석고 등을 첨가하여 미분쇄하면 포틀랜드 시멘트가 제조될 수 있다.After cooling the clinker in the cooling process, and pulverized by the addition of gypsum and the like can be produced portland cement.

종래의 시멘트 소성 설비의 예열 공정에서는, 연료로 합성수지를 사용하고 있는데, 이러한 합성수지를 원료가 공급되는 킬른의 공급측 단부 또는 하소로를 통해 과량 투입하게 되면 예열기 시스템 내부의 가스 밸랜스 불균형으로 인해 공정의 불안정이 초래되고, 사이클론 내 코팅 형성으로 인해 공정 트러블이 발생하게 되는 문제점이 있다.In the preheating process of the conventional cement calcination plant, synthetic resin is used as a fuel. When the synthetic resin is excessively introduced through the supply side end of the kiln to which the raw material is supplied or the calcination furnace, the gas balance imbalance in the preheater system is prevented. There is a problem that instability is caused and process trouble occurs due to the coating formation in the cyclone.

또한, 완전 연소를 위해서 합성 수지를 다른 유형의 하소로로 투입하기도 하는데, 이 경우 이물질이 다량 적체됨으로써 운휴가 발생되는 문제점이 있다.In addition, the synthetic resin is also introduced into another type of calcination furnace for complete combustion, in this case there is a problem that the suspension occurs due to the large accumulation of foreign matter.

이에 따라, 최근에는 킬른의 공급측 단부를 통해 합성수지를 분산 투입하고 하소로에는 우레탄 파우더나 WDF를 투입함으로써, 이물질이 적체되는 것을 해소하고 연소효율을 증대시킬 수 있도록 하고 있다.Accordingly, recently, by dispersing synthetic resin through the supply side end of the kiln and urethane powder or WDF in the calcining furnace, foreign matters are accumulated and the combustion efficiency can be increased.

그러나, 합성수지, 우레탄 파우더 및 WDF 등의 대체 연료의 사용량이 증대함에 따라 점점 공급의 한계에 다다르고 있는 실정이다.However, as the usage of alternative fuels such as synthetic resins, urethane powders, and WDF increases, the supply is gradually reaching its limit.

KR 10-0716402 B1(2007.05.11.공고)KR 10-0716402 B1 (announced May 11, 2007)

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 예열기 시스템의 하소로와 회전형 가마의 원료 주입 챔버 중 적어도 어느 하나에 연결되어 유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료를 연소 및 열분해하여 가스화하고, 이때 발생된 고온의 가스를 시멘트 원료의 예열 공정 및 소성 공정에 이용함으로써, 연료비용을 절약할 수 있는 국소 고온 연소 챔버 및 이를 포함하는 시멘트 소성 설비를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve various problems of the related art as described above, and is connected to at least one of a calcination furnace of a preheater system and a raw material injection chamber of a rotary kiln to burn organic waste and fuels thereof. It is an object of the present invention to provide a local high temperature combustion chamber and a cement firing apparatus including the same by pyrolyzing and gasifying and using the hot gas generated in the preheating process and the firing process of the cement raw material.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 원료 공급기에서 공급받은 시멘트 원료를 예열하고, 상기 시멘트 원료 내의 이산화탄소가 유리되는 탈탄산 반응을 증가시키는 하소로(calciner)를 포함하는 예열기 시스템; 및 상기 예열기 시스템을 거친 시멘트 원료를 원료 주입 챔버를 통해 투입구로 투입받아 클링커로 소성하여 반출구로 반출하되, 상기 소성을 위해 상기 투입구와 대향하는 위치에 구비된 버너에서 상기 투입구 방향으로 화염을 생성하는 회전형 가마;를 포함하는 시멘트 소성설비에 채용되는 국소 고온 연소 챔버로서, 유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료가 인입되는 인입구가 형성되고, 내부에 인입된 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 인출구가 형성되며, 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구가 형성되는 중공의 몸체; 및 복수로 마련되어 상기 몸체의 외면 둘레 및 길이방향을 따라 배치되되, 화염이 상기 몸체의 내부를 향하도록 상기 몸체를 관통하여 설치되는 플라즈마 토치;를 포함하여 이루어지며, 상기 몸체는 상기 예열기 시스템의 하소로와 회전형 가마의 원료 주입 챔버 중 적어도 어느 하나에 연결되어 내부에서 상기 연료가 연소 및 열분해되고 가스화되어 발생된 열 및 가스가 상기 하소로와 원료 주입 챔버 중 적어도 어느 하나로 이동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 국소 고온 연소 챔버를 제공한다.In order to achieve the above objects, the present invention provides a preheater system including a calciner for preheating the cement raw material supplied from the raw material feeder and increasing the decarbonation reaction in which carbon dioxide in the cement raw material is liberated; And receiving the cement raw material passed through the preheater system through the raw material injection chamber through the raw material injection chamber and firing with clinker to be discharged to the discharge port, but generating a flame in the direction of the inlet from a burner provided at a position facing the inlet for the firing. A local high temperature combustion chamber employed in a cement kiln comprising a rotary kiln, wherein an inlet for introducing organic waste and a fuel thereof is formed therein, and the fuel introduced therein is burned and pyrolyzed to be gasified. A hollow body having a outlet for generating the generated heat and gas, wherein the fuel is combusted and pyrolyzed to form a gas outlet, and an outlet for discharging the remaining ash is formed; And a plasma torch provided in plurality and disposed along the outer circumference and the longitudinal direction of the body, the plasma torch being installed through the body such that a flame is directed toward the inside of the body. The body is calcined of the preheater system. It is connected to at least one of the raw material injection chamber of the furnace and the rotary kiln is characterized in that the heat and gas generated from the combustion, pyrolysis and gasification of the fuel therein to move to at least one of the calcination furnace and the raw material injection chamber To provide a local high temperature combustion chamber.

이때, 상기 몸체는, 상측에 인입구가 형성되고, 상기 인입구에는 상기 연료가 인입되도록 인입관이 세로로 끼워지며, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되는 인입부; 상기 인입부의 하단으로부터 연장되고, 수평 또는 경사지게 배치되며, 외면 둘레 및 길이방향을 따라 복수의 플라즈마 토치가 설치되어 상기 인입부로부터 인입된 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 연소부; 및 상기 인입부로부터 연장된 부분과 반대쪽에 위치한 연소부의 단부로부터 연장되고, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되며, 상기 연소부에서 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 인출구가 형성되고, 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구가 형성되는 인출부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.At this time, the body, the inlet is formed in the upper side, the inlet is inserted into the inlet pipe vertically so that the fuel is introduced, the inlet is inclined downward or vertically disposed; A combustion unit extending from a lower end of the inlet and disposed horizontally or inclined and having a plurality of plasma torches installed along an outer circumference and a longitudinal direction of the inlet to burn and pyrolyze the fuel introduced from the inlet; And extending from an end portion of the combustion portion located opposite to the portion extending from the inlet portion, and is inclined downwardly or vertically, wherein heat and gas generated in the process of burning and pyrolyzing the fuel in the combustion portion and gasifying are withdrawn. And an outlet for forming an outlet for forming an outlet for forming an outlet for forming an outlet for discharging the remaining ash.

또한, 상기 연소부 내면에는 내화물 부재가 설치되고, 상기 연소부 내부 바닥에 설치된 내화물 부재의 상측에는 열전달 매개체가 구비되며, 상기 열전달 매개체는 상기 플라즈마 토치에 의해 고온으로 가열되어 상기 연소부로 인입되는 상기 연료를 상기 플라즈마 토치와 함께 연소 및 열분해하여 가스화하는 것이 바람직하다.In addition, a refractory member is installed on an inner surface of the combustion unit, a heat transfer medium is provided on an upper side of the refractory member installed on the inner bottom of the combustion unit, and the heat transfer medium is heated to a high temperature by the plasma torch and introduced into the combustion unit. It is preferred to gasify fuel by combustion and pyrolysis with the plasma torch.

아울러, 상기 연소부의 내부에는 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)를 상기 배출구로 배출시키도록 상기 열전달 매개체의 상부에서 직선운동 가능하게 잔해물 제거수단이 설치되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that debris removal means is installed in the combustion unit so as to linearly move in the upper portion of the heat transfer medium so as to discharge the ash remaining after combustion and pyrolysis into the outlet.

이때, 상기 열전달 매개체는 열효율이 우수한 것이라면 어느 것이나 상관없다.In this case, the heat transfer medium may be any one as long as it has excellent thermal efficiency.

또한, 상기 인입부, 연소부 및 인출부를 하나의 유닛으로 가정하면, 상기 몸체는 복수의 유닛이 서로 연결되어 다단으로 구성되되, 상기 배출구는 최하단의 유닛에만 형성되는 것이 바람직하다.In addition, assuming that the inlet, the combustion unit, and the outlet unit are one unit, the body is composed of a plurality of units connected to each other, it is preferable that the outlet is formed only in the lowermost unit.

한편, 본 발명은 전술한 바와 같은 국소 고온 연소 챔버를 포함하는 시멘트 소성 설비를 제공한다.On the other hand, the present invention provides a cement calcination plant comprising a local high temperature combustion chamber as described above.

본 발명의 다른 관점에 따른 국소 고온 연소 챔버는, 유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료가 인입되는 인입구가 형성되고, 내부에 인입된 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 인출구가 형성되며, 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구가 형성되는 중공의 몸체; 및 복수로 마련되어 상기 몸체의 외면 둘레 및 길이방향을 따라 배치되되, 화염이 상기 몸체의 내부를 향하도록 상기 몸체를 관통하여 설치되는 플라즈마 토치;를 포함하여 이루어지며, 상기 몸체는, 상측에 인입구가 형성되고, 상기 인입구에는 상기 연료가 인입되도록 인입관이 세로로 끼워지며, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되는 인입부; 상기 인입부의 하단으로부터 연장되고, 수평 또는 경사지게 배치되며, 외면 둘레 및 길이방향을 따라 복수의 플라즈마 토치가 설치되어 상기 인입부로부터 인입된 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 연소부; 및 상기 인입부로부터 연장된 부분과 반대쪽에 위치한 연소부의 단부로부터 연장되고, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되며, 상기 연소부에서 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 인출구가 형성되고, 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구가 형성되는 인출부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the local high temperature combustion chamber according to another aspect of the present invention, heat and gas generated in a process of forming an inlet through which organic waste and a fuel containing the same are introduced therein, and the fuel introduced therein are burned and pyrolyzed and gasified A hollow body having a discharge port to be drawn out and having a discharge port through which the fuel is burned and pyrolyzed and gasified and the remaining ash is discharged; And a plurality of plasma torchs disposed along the outer circumference and the longitudinal direction of the body, the plasma torch being installed through the body such that the flames face the inside of the body. Is formed, the inlet is inserted in the inlet pipe vertically so that the fuel is drawn in, the inlet is inclined downward or vertically disposed; A combustion unit extending from a lower end of the inlet and disposed horizontally or inclined and having a plurality of plasma torches installed along an outer circumference and a longitudinal direction of the inlet to burn and pyrolyze the fuel introduced from the inlet; And extending from an end portion of the combustion portion located opposite to the portion extending from the inlet portion, and is inclined downwardly or vertically, wherein heat and gas generated in the process of burning and pyrolyzing the fuel in the combustion portion and gasifying are withdrawn. And an outlet for forming an outlet for forming an outlet for forming an outlet for forming an outlet for discharging the remaining ash.

이때, 상기 연소부 내면에는 내화물 부재가 설치되고, 상기 연소부 내부 바닥에 설치된 내화물 부재의 상측에는 열전달 매개체가 구비되며, 상기 열전달 매개체는 상기 플라즈마 토치에 의해 고온으로 가열되어 상기 연소부로 인입되는 상기 연료를 상기 플라즈마 토치와 함께 연소 및 열분해하여 가스화는 것이 바람직하다.In this case, a refractory member is installed on an inner surface of the combustion unit, and a heat transfer medium is provided on an upper side of the refractory member installed on the bottom of the combustion unit, and the heat transfer medium is heated to a high temperature by the plasma torch and introduced into the combustion unit. It is preferred to gasify the fuel by combustion and pyrolysis with the plasma torch.

또한, 상기 연소부의 내부에는 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)를 상기 배출구로 배출시키도록 상기 열전달 매개체의 상부에서 직선운동 가능하게 잔해물 제거수단이 설치되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a debris removal means is installed in the combustion unit so as to linearly move in the upper portion of the heat transfer medium so as to discharge the ash which is burned and pyrolyzed and gasified to the discharge port.

아울러, 상기 인입부, 연소부 및 인출부를 하나의 유닛으로 가정하면, 상기 몸체는 복수의 유닛이 서로 연결되어 다단으로 구성되되, 상기 배출구는 최하단의 유닛에만 형성되는 것이 바람직하다.In addition, assuming that the inlet, the combustion unit and the withdrawal unit as one unit, the body is composed of a plurality of units are connected to each other, the outlet is preferably formed only in the lowermost unit.

전술한 과제의 해결수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.According to the above-mentioned means for solving the problems, the present invention has the following effects.

본 발명은 예열기 시스템의 하소로와 회전형 가마의 원료 주입 챔버 중 적어도 어느 하나에 국소 고온 연소 챔버를 연결하여 유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료를 연소 및 열분해하여 가스화하고, 이때 발생된 고온의 가스를 시멘트 원료의 예열 공정 및 소성 공정에 이용함으로써, 연소 효율을 증대시키고 연료비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.The present invention connects a local high temperature combustion chamber to at least one of a calcination furnace of a preheater system and a raw material injection chamber of a rotary kiln to burn and pyrolyze organic wastes and fuels made from the same, and gasify the gas. By using in the preheating process and the firing process of the cement raw material, there is an effect that can increase the combustion efficiency and reduce the fuel cost.

또한, 본 발명은 몸체의 연소부에서 플라즈마 토치에 의해 열전달 매개체를 고온으로 가열한 다음 연소부로 인입되는 유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료를 플라즈마 토치와 열전달 매개체에 의해 함께 연소 및 열분해하여 가스화하도록 이루어짐으로써, 연소효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is made to heat and heat the heat transfer medium by the plasma torch in the combustion unit of the body to the high temperature, and then to burn and pyrolyze the organic waste and fuels using the same as the raw material by the plasma torch and the heat transfer medium to gasify. As a result, the combustion efficiency can be increased.

아울러, 본 발명은 몸체의 연소부에 잔해물 제거수단을 구비함으로써, 연소부에 적체되는 잔해물을 효과적으로 제거하여 연소효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that can maximize the combustion efficiency by effectively removing the debris accumulated in the combustion unit by providing a debris removal means in the combustion section of the body.

게다가, 본 발명은 기존의 시멘트 소성설비는 그대로 두고 소형의 국소 고온 연소 챔버만 추가함으로써 설비투자에 소요되는 비용을 절감할 수 있고, 소형의 연소 챔버를 병렬로 복수로 설치할 수 있어 유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료의 사용량을 증대시킴으로써, 연료비용를 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can reduce the cost of investment by adding only a small local high temperature combustion chamber, leaving the existing cement firing facility intact, and can be installed in a plurality of small combustion chambers in parallel to organic waste and By increasing the amount of fuel used as a raw material, there is an effect that can significantly reduce the fuel cost.

또한, 본 발명은 몸체의 인입부, 연소부 및 인출부를 하나의 유닛으로 가정하는 경우 몸체를 복수의 유닛이 서로 연결된 다단으로 구성함으로써, 유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료의 시간당 처리량을 늘려 연료비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, when the inlet, the combustion, and the outlet of the body are assumed to be one unit, the body is configured in multiple stages in which a plurality of units are connected to each other, thereby increasing fuel throughput by increasing the hourly throughput of organic waste and fuels using the same. There is an effect to save.

도 1은 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버가 채용된 시멘트 소성 설비를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버의 사용 상태를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버에서 인입부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버에서 연소부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버의 일예로서, 몸체가 일단으로 이루어진 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버의 변형예로서, 몸체가 다단으로 이루어진 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a cement firing apparatus employing a local high temperature combustion chamber according to the present invention.
Figure 2 is a photograph showing the state of use of the local high temperature combustion chamber according to the present invention.
Figure 3 is a view showing the inlet in the local high temperature combustion chamber according to the present invention.
4 is a view showing a combustion unit in a local high temperature combustion chamber according to the present invention.
5 is an example of a local high temperature combustion chamber according to the present invention, which schematically shows a state in which a body is formed in one end.
6 is a view showing a modified state of the local high temperature combustion chamber according to the present invention, in which the body is composed of multiple stages.

이하, 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버 및 이를 포함하는 시멘트 소성 설비의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들에 의거하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어와 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석해야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a local high temperature combustion chamber according to the present invention and a cement firing apparatus including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For reference, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to explain their invention in the best way. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. In addition, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

시멘트 제조공정은 시멘트 원료인 석회석을 캐내는 채광공정, 채광한 석회석 덩어리를 부수는 파쇄공정, 품질산포를 줄이기 위해 부서진 석회석을 섞는 혼합공정, 혼합된 석회석을 기타 부원료와 함께 분말상태로 더욱 잘게 부수는 원료분쇄과정, 원료를 중온으로 가열하여 90%까지 하소(calcination)가 일어나도록 하는 예열공정, 원료를 고온으로 가열하여 각종 화학반응 및 물리적 반응이 일어나도록 하여 클링커를 제조하는 소성공정, 고온의 클링커를 냉각하는 냉각공정, 클링커에 석고를 첨가하여 더욱 잘게 부수어 시멘트를 완성하는 분쇄공정 등의 여러 단계를 거친다.The cement manufacturing process involves the mining process of digging limestone as a raw material for cement, the crushing process of crushing mined limestone mass, the mixing process of crushing broken limestone to reduce the quality dispersion, and the fine grinding of the mixed limestone in powder form with other raw materials. Raw material grinding process, preheating process that heats the raw material to medium temperature to cause calcination up to 90%, firing process of manufacturing the clinker by heating the raw material to high temperature to cause various chemical reactions and physical reactions, high temperature clinker The cooling process to cool, and the grinding process to add a gypsum to the clinker to break more finely to complete the cement.

본 발명에서 사용한 용어인 ‘시멘트 소성 설비’는 상기 예열공정, 소성공정 및 냉각공정을 진행하는 예열기 시스템, 회전형 가마, 냉각기 및 연소 챔버를 포함하는 개념이다.The term “cement calcining plant” used in the present invention is a concept including a preheater system, a rotary kiln, a cooler, and a combustion chamber which perform the preheating process, the firing process, and the cooling process.

예열공정은 각 예열 단계별로 300 내지 1000℃까지 온도가 올라가며, 예열기 시스템에 포함된 하소로에서 연소를 위해 유연탄, LPG, 벙커C유, WDF, 폐유, 폐합성수지, 가연성폐기물 및/또는 하수슬러지, 폐타이어칩, 우레탄 파우더 등이 사용될 수 있다.The preheating process warms up to 300 to 1000 ° C for each preheating step, and the bituminous coal, LPG, bunker C oil, WDF, waste oil, waste synthetic resin, flammable waste and / or sewage sludge, for combustion in the calcination furnace included in the preheater system. Waste tire chips, urethane powder and the like can be used.

아울러, 소성공정은 700 내지 2,000℃까지 온도가 상승되며, 회전형 가마에 구비된 버너에서 연소를 위해 유연탄, LPG, 벙커C유, WDF, 폐유, 폐합성수지, 가연성 폐기물, 또는 하수슬러지 등이 사용될 수 있다.In addition, the firing process temperature is raised to 700 ~ 2,000 ℃, burnt coal, LPG, bunker C oil, WDF, waste oil, waste synthetic resin, flammable waste, sewage sludge, etc. are used for combustion in the burner provided in the rotary kiln Can be.

도 1은 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버가 채용된 시멘트 소성 설비를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a cement firing apparatus employing a local high temperature combustion chamber according to the present invention.

본 발명에 따른 시멘트 소성 설비는, 도 1에 도시된 바와 같이 예열기 시스템(10), 회전형 가마(kiln)(20), 냉각기(30) 및 연소 챔버(40)를 포함하여 이루어진다.The cement firing plant according to the invention comprises a preheater system 10, a rotary kiln 20, a cooler 30 and a combustion chamber 40 as shown in FIG. 1.

예열기 시스템(10)은 원료 공급기에서 공급받은 시멘트 원료(1)를 예열하고, 시멘트 원료(1) 내의 이산화탄소가 유리되는 탈탄산 반응을 증가시키는 하소로(calciner)(14)를 포함한다.The preheater system 10 includes a calciner 14 which preheats the cement raw material 1 supplied from the raw material feeder and increases the decarbonation reaction in which the carbon dioxide in the cement raw material 1 is liberated.

이러한 예열기 시스템(10)은 복수의 열교환기(12)들을 포함하고, 후술할 회전형 가마(20)의 배기가스는 유동 경로를 따라서 연속적으로 유동하며, 열교환기(12)에서 시멘트 원료(1)는 단계적으로 예열된다.This preheater system 10 includes a plurality of heat exchangers 12, the exhaust gas of the rotary kiln 20 to be described later flows continuously along the flow path, the cement raw material 1 in the heat exchanger 12 Is preheated in stages.

회전형 가마(20)는 예열기 시스템(10)을 거친 시멘트 원료(1)를 원료 주입 챔버(22)를 통해 투입구(inlet)로 투입받아 클링커(clinker)(2)로 소성하여 반출구(outlet)로 반출하되, 상기 소성을 위해 투입구와 대향하는 위치에 수평으로 설치된 버너(burner)(24)에서 투입구 방향으로 화염을 생성한다.The rotary kiln 20 receives the cement raw material 1 that has passed through the preheater system 10 into the inlet through the raw material injection chamber 22 and calcinates to a clinker 2 to discharge the outlet. The flame is generated in the inlet direction from the burner 24 horizontally installed at a position opposite to the inlet for the firing.

이러한 버너(24)에는 유연탄 등의 연료가 연료분쇄기 또는 연료 분배기를 통해 공급된다.The burner 24 is supplied with fuel such as bituminous coal through a fuel mill or a fuel distributor.

냉각기(30)는 회전형 가마(20)로부터 투입받은 클링커(2)를 이동단계에 따라 복수개의 공기주입부로 냉각시키는 것이다.The cooler 30 cools the clinker 2 input from the rotary kiln 20 to a plurality of air injection units according to the moving step.

이때, 회전형 가마(20)로 흡입된 공기는 회전형 가마(20) 및 예열기 시스템(10)의 열교환기(12)를 거쳐 공기 배출구(5)로 배출된다.At this time, the air sucked into the rotary kiln 20 is discharged to the air outlet 5 via the heat exchanger 12 of the rotary kiln 20 and the preheater system 10.

연소 챔버(40)는 유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료가 인입되어 연소되는 것으로서, 예열기 시스템(10)의 하소로(14)와 회전형 가마(20)의 원료 주입 챔버(22) 중 적어도 어느 하나에 연결되어 상기 연료를 연소 및 열분해하여 가스화하고, 이때 발생된 고온의 가스를 시멘트 원료(1)의 예열 공정 및 소성 공정에 이용하게 된다.The combustion chamber 40 is an organic waste and a fuel using the same as the raw material is introduced into the combustion chamber, at least one of the calcination furnace 14 of the preheater system 10 and the raw material injection chamber 22 of the rotary kiln 20. It is connected to the combustion and pyrolysis of the fuel gas, and the hot gas generated at this time is used in the preheating process and the firing process of the cement raw material (1).

여기서, 유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료로는 WDF,폐유, 폐타이어칩, 우레탄 파우더, RDF, 폐합성수지 등이 사용될 수 있고, 이하의 설명에서는 합성수지로만 설명하기로 한다.Here, as the organic waste and the fuel using the raw material, WDF, waste oil, waste tire chips, urethane powder, RDF, waste synthetic resin, etc. may be used. Hereinafter, only the synthetic resin will be described.

즉, 연소 챔버(40)는 하소로(14)에만 연결할 수도 있고, 회전형 가마(20)의 투입구에 결합되는 원료 주입 챔버(22)에만 연결할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 하소로(14)와 원료 주입 챔버(22) 모두에 연결할 수도 있다.That is, the combustion chamber 40 may be connected only to the calcination furnace 14, only the raw material injection chamber 22 coupled to the inlet of the rotary kiln 20, and as shown in FIG. 14 and the raw material injection chamber 22 may be connected.

아울러, 연소 챔버(40)는 회전형 가마(20)의 버너(24)가 설치된 부분에도 연결할 수 있다.In addition, the combustion chamber 40 may be connected to a portion where the burner 24 of the rotary kiln 20 is installed.

도 2는 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버의 사용 상태를 나타낸 사진이고, 도 3은 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버에서 인입부를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버에서 연소부를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버의 일예로서, 몸체가 일단으로 이루어진 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 2 is a photograph showing the state of use of the local high temperature combustion chamber according to the present invention, Figure 3 is a view showing the inlet in the local high temperature combustion chamber according to the present invention, Figure 4 is a combustion in a local high temperature combustion chamber according to the present invention Figure 5 is a view showing the portion, Figure 5 is an example of a local high temperature combustion chamber according to the present invention, a schematic view showing a state in which the body is composed of one end.

연소 챔버(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 중공의 몸체(42)와 플라즈마 토치(44)를 포함하여 이루어진다.The combustion chamber 40 comprises a hollow body 42 and a plasma torch 44, as shown in FIG. 2.

몸체(42)는 중공의 원통 형태로 이루어져 합성수지가 인입되는 인입구(H1)가 형성되고, 내부에 인입된 합성수지가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 인출구(H2)가 형성되며, 합성수지가 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구(H3)가 형성된다.The body 42 is formed in a hollow cylindrical shape to form an inlet (H1) through which the synthetic resin is introduced, and the outlet (H2) through which the heat and gas generated in a process in which the synthetic resin introduced therein is burned and pyrolyzed and gasified is formed. And a discharge hole H3 through which the synthetic resin is burned and pyrolyzed to be gasified and the remaining ash is discharged.

이때, 인입구(H1)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 길이의 인입관(T1)이 밀봉되게 끼워지는데, 이러한 인입관(T1)의 일측 단부는 몸체(42)의 외부로 노출되고 타측 단부는 몸체(42)의 내부에 위치하게 되고, 상기 일측 단부를 통해 합성수지가 내부로 인입되게 된다.At this time, the inlet (H1) as shown in Figure 3, the inlet pipe (T1) of a predetermined length is fitted to be sealed, one end of the inlet pipe (T1) is exposed to the outside of the body 42 and the other end Is located inside the body 42, the synthetic resin is introduced into the interior through the one end.

몸체(42)의 외부로 노출되는 인입관(T1)의 일측 단부는 합성수지가 인입된 다음 폐쇄되도록 소위 "flap damper"의 형태로 커버가 다단계로 설치되는데, 이는 외부로부터 몸체(42)의 내부로 공기가 유입되어 몸체(42) 내부의 온도가 급격히 저하되는 것을 방지하고, 몸체(42) 내부에서 발생되는 화염이 역화하여 화재가 발생되는 것을 방지하기 위함이다.One end of the inlet pipe (T1) exposed to the outside of the body 42 is installed in a multi-stage cover in the form of a so-called "flap damper" so that the synthetic resin is introduced and then closed, which is from the outside to the inside of the body 42 This is to prevent the air from flowing in and rapidly lowering the temperature inside the body 42, and preventing a fire from being generated by the flame generated inside the body 42.

또한, 상기 인입관(T1)에는 합성수지를 몸체(42)의 내부로 정량적으로 공급하기 위한 정량이송장치가 연결될 수 있는데, 이와 같은 정량이송장치는 주지관용기술이므로 이에 대한 설명은 생략한다.In addition, the inlet pipe (T1) may be connected to the quantitative transfer device for quantitatively supplying the synthetic resin into the body 42, such a quantitative transfer device is a well-known technology for the description thereof will be omitted.

아울러, 몸체(42)에는 내부에서 합성수지가 연소 및 열분해되어 가스화되면서 발생되는 고온의 열 및 가스가 배기되는 배기구가 형성되는데, 이러한 배기구에는 도 3에 도시된 바와 같이 배기관(T2)이 끼워져 예열기 시스템(10)의 하소로(14) 또는 열교환기(12)와 연통되게 설치되어 고온의 열 및 가스가 시멘트 원료(1)를 예열하게 된다.In addition, the body 42 is formed with an exhaust port through which the high temperature heat and gas generated as the synthetic resin is burned and pyrolyzed and gasified therein. The exhaust pipe T2 is fitted into the exhaust port as shown in FIG. 10 is installed in communication with the calcination furnace 14 or the heat exchanger 12 so that high temperature heat and gas preheat the cement raw material 1.

구체적으로, 몸체(42)는 예열기 시스템(10)의 하소로(14)와 회전형 가마(20)의 원료 주입 챔버(22)에 각각 연결되어 내부에서 합성수지가 연소 및 열분해되고 가스화되어 발생된 열 및 가스가 상기 하소로(14)와 원료 주입 챔버(22)로 이동하도록 이루어진다.Specifically, the body 42 is connected to the calcination furnace 14 of the preheater system 10 and the raw material injection chamber 22 of the rotary kiln 20, respectively, so that the heat generated by combustion, pyrolysis and gasification of the synthetic resin therein. And gas moves to the calcination furnace 14 and to the source injection chamber 22.

이러한 몸체(42)는, 상측에 인입구(H1)가 형성되고, 인입구(H1)에는 합성수지가 인입되도록 인입관(T1)이 세로로 끼워지며, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되는 인입부(42a); 인입부(42a)의 하단으로부터 연장되고, 수평 또는 경사지게 배치되며, 외면 둘레 및 길이방향을 따라 복수의 플라즈마 토치(44)가 설치되어 인입부(42a)로부터 인입된 합성수지가 연소 및 열분해되어 가스화되는 연소부(42b); 및 인입부(42a)로부터 연장된 부분과 반대쪽에 위치한 연소부(42b)의 단부로부터 연장되고, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되며, 상기 연소부(42b)에서 합성수지가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 인출구(H2)가 형성되고, 합성수지가 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구(H3)가 형성되는 인출부(42c);를 포함하여 이루어진다.The body 42, the inlet (H1) is formed on the upper side, the inlet (T1) is inserted vertically so that the synthetic resin is introduced into the inlet (H1), the inlet portion (42a) is inclined downward or vertically disposed ; It extends from the lower end of the inlet portion 42a, is disposed horizontally or inclined, and a plurality of plasma torch 44 is installed along the outer circumference and the longitudinal direction so that the synthetic resin introduced from the inlet portion 42a is burned and pyrolyzed and gasified. Combustion section 42b; And extending from an end portion of the combustion portion 42b positioned opposite to the portion extending from the inlet portion 42a, being inclined downwardly or vertically, wherein the synthetic resin is burned and pyrolyzed in the combustion portion 42b to be gasified. An outlet portion (2c) is formed, the outlet (H2) is formed to draw the heat and gas generated in the outlet, the synthetic resin is burned and pyrolyzed and gasified and the outlet (H3) for discharging the remaining ash (ash) is formed; .

이때, 연소부(42b) 내부 바닥에는 도 5에 도시된 바와 같이 내화 벽돌과 같은 내화물 부재(P)가 설치되고, 내화물 부재(P)의 상측에는 열전달 매개체(B)가 구비된다.In this case, as illustrated in FIG. 5, a refractory member P such as a refractory brick is installed at the bottom of the combustion unit 42b, and a heat transfer medium B is provided above the refractory member P.

열전달 매개체(B)로는 열효율이 우수한 것이라면 어느 것이라도 채용될 수 있다.As the heat transfer medium B, any one can be employed as long as it has excellent thermal efficiency.

이와 같은 열전달 매개체(B)는 플라즈마 토치(44)에 의해 고온으로 가열되어 연소부(42b)로 인입되는 합성수지를 플라즈마 토치(44)와 함께 연소 및 열분해하여 가스화하게 된다.The heat transfer medium B is heated to a high temperature by the plasma torch 44, and the synthetic resin introduced into the combustion unit 42b is burned and pyrolyzed together with the plasma torch 44 to gasify.

또한, 연소부(42b)의 내부에는 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)를 상기 배출구(H3)로 배출시키도록 상기 열전달 매개체(B)의 상부에서 인입부(42a)에서 인출부(42c) 방향으로 직선운동 가능하게 잔해물 제거수단(E)이 설치될 수 있다.In addition, the inside of the combustion section 42b is burned and pyrolyzed, and the remaining gas ashed and ash is discharged from the inlet section 42a at the top of the heat transfer medium B to discharge the ash to the outlet H3. Residue removal means (E) can be installed to enable linear movement in the (

이러한 잔해물 제거수단(E)은 열전달 매개체(B)의 상부에서 직선운동하면서 재(ash)를 인출부(42c)로 이동시키는 제거 블록(E1)과, 일단이 제거 블록(E1)에 연결되고 타단이 몸체(42)의 외부로 노출되도록 이루어진 제거 로드(rod)(E2)를 포함하여 이루어진다.Such debris removal means (E) is a removal block (E1) for moving the ash (ash) to the lead portion (42c) while linearly moving in the upper portion of the heat transfer medium (B), and one end is connected to the removal block (E1) and the other end It comprises a removal rod (E2) configured to be exposed to the outside of the body 42.

이때, 제거 로드(E2)는 에어 실린더와 연결되어 자동으로 구동할 수도 있고, 작업자가 수동으로 구동시킬 수도 있다.At this time, the removal rod (E2) may be connected to the air cylinder to drive automatically, or may be manually driven by the operator.

특히, 제거 로드(E2)를 자동으로 구동하는 구성은 다양한 구성으로 구현할 수 있고, 이러한 기술은 주지관용기술이므로 이에 대한 설명은 생략한다.In particular, the configuration for automatically driving the removal rod (E2) can be implemented in a variety of configurations, and this description is omitted because it is a common technique.

연소 챔버(40)가 원료 주입 챔버(22)에 연결된 경우, 잔해물 제거수단(E)에 의해 인출부(42c)의 배출구(H3)로 배출되는 재는 원료 주입 챔버(22)로 인입되어 회전형 가마(20)의 내부에서 완전 연소 및 열분해되어 가스화가 되고, 연소 챔버(40)가 하소로(14)에 연결되는 경우 잔해물 제거수단(E)에 의해 인출부(42c)의 배출구(H3)로 배출되는 재(ash)는 외부로 배출되게 된다.When the combustion chamber 40 is connected to the raw material injection chamber 22, the ash discharged to the discharge port H3 of the lead-out portion 42c by the debris removal means E is introduced into the raw material injection chamber 22 to rotate the kiln. When the combustion chamber 40 is connected to the calcination furnace 14 when the combustion chamber 40 is connected to the calcination furnace 14, the combustion chamber 40 is completely discharged to the discharge port H3 of the outlet portion 42c by the debris removal means E. Ash is discharged to the outside.

한편, 플라즈마 토치(44)는 복수로 마련되어 몸체(42)(주로, 연소부(42b))의 외면 둘레 및 길이방향을 따라 배치되되, 화염이 몸체(42)의 내부를 향하도록 몸체(42)를 관통하여 설치된다.On the other hand, the plasma torch 44 is provided in plural and disposed along the outer circumference and the longitudinal direction of the body 42 (mainly, the combustion section 42b), so that the flame is directed toward the inside of the body 42. Installed through.

일반적으로 상기 플라즈마란 동수의 양(+), 음(-)의 전위를 갖는 소립자(전자, 이온등)을 포함하고 있는 부분적으로 이온화한 가스를 말한다.In general, the plasma refers to a partially ionized gas containing small particles (electrons, ions, etc.) having the same positive and negative potentials.

산업적으로 사용되는 플라즈마는 저온 플라즈마와 열 플라즈마로 나눌 수 있는데 저온 플라즈마의 경우 반도체 제조 공정에서 가장 널리 사용되고 있으며, 열 플라즈마는 금속의 절단 등에 응용하고 있다.Industrially used plasma can be divided into low temperature plasma and thermal plasma. Low temperature plasma is most widely used in semiconductor manufacturing processes, and thermal plasma is applied to cutting of metals.

특히, 열플라즈마(Thermal plasma)는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자로 구성된 기체로 구성입자가 1,000 내지 20,000 ℃와 100 내지 2,000 m/s 를 갖는 고속의 젯트 불꽃 형태를 이루고 있다.In particular, the thermal plasma is a gas composed mainly of electrons, ions, and neutral particles generated by arc discharge, and forms a high-speed jet flame having constituent particles of 1,000 to 20,000 ° C and 100 to 2,000 m / s. .

이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열 플라즈마의 특성을 이용하여, 재래식 기술에서는 만들 수 없는 다양하고 효율적인 고온 열원이나 물리화학 reactor로 사용되어, 여러 산업분야에서 이용 되고 있다.By utilizing the characteristics of thermal plasma having high temperature, high heat capacity, high speed, and a large amount of active particles, it has been used in various industrial fields as various and efficient high temperature heat sources or physicochemical reactors which cannot be produced by conventional technology.

플라즈마 공정에 사용되는 열 플라즈마의 생성은 부분 직류 아크방전이나 고주파 유도결합(RF inductively coupled) 방전에 의해 이루어진다.The generation of thermal plasma used in the plasma process is performed by partial DC arc discharge or RF inductively coupled discharge.

원리적으로는 모두 대상 기체에 강한 전장을 발생시켜 가속된 전자들의 연속된 충돌에 의해 충분한 전하 입자가 생성되어 전기전도성을 갖는 절연파괴에 이르도록 하여, 고전류가 흐르는 아크 방전으로 플라스마 상태를 유지시킨다.In principle, all of them generate a strong electric field in the target gas, so that sufficient charge particles are generated by successive collisions of accelerated electrons, leading to dielectric breakdown with electrical conductivity, thereby maintaining a plasma state with arc discharge with high current flow. .

직류아크 토치는 두 전극사이에 직접 전장을 걸어주는 반면에, 유도결합 플라스마 토치는 전극없이 고주파 코일에 의한 자기장 변화로 생긴 유도 전기장을 사용하는 것이 다르다.The DC arc torch applies the electric field directly between the two electrodes, whereas the inductively coupled plasma torch uses an induction electric field caused by the change of the magnetic field by the high frequency coil without the electrode.

사용기체로는 아르곤, 헬륨과 같은 불활성기체나 질소, 수소, 공기가 보편적으로 많이 쓰인다.Gases commonly used are inert gases such as argon and helium, nitrogen, hydrogen, and air.

다양한 기체의 열 플라즈마는 높은 온도와 열용량으로 인해 유기화합물을 열분해시켜 C, CnHm, CO, H2와 같은 화학적으로 안정된 화합물과 연소가스로 열분해 시킬 수 있고, 무기화합물은 용융시킨 후 아주 미세한 물질로 분해하여 고형체로 유리화 시킬 수 있다.Thermal plasma of various gases can pyroly decompose organic compounds into chemically stable compounds such as C, CnHm, CO, H 2 and combustion gases due to their high temperature and heat capacity.Inorganic compounds can be melted into very fine materials. It can be decomposed and vitrified into a solid.

따라서, 대상물이 유해 폐기물이나 석탄인 경우에 열분해에 의한 연소가스 생산으로 정화와 재활용을 기할 수 있고, 유리화를 통해 비여과성 형태로 부피를 획기적으로 줄일 수 있어서 환경문제 해결 측면에서 열 플라즈마 이용이 매우 유용하다.Therefore, when the object is hazardous waste or coal, it is possible to purify and recycle the combustion gas produced by pyrolysis, and greatly reduce the volume in a non-filtration form through vitrification, so that the use of thermal plasma is very effective in solving environmental problems. useful.

도 6은 본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버의 변형예로서, 몸체가 다단으로 이루어진 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.6 is a view showing a modified state of the local high temperature combustion chamber according to the present invention, in which the body is composed of multiple stages.

본 발명에 따른 국소 고온 연소 챔버의 인입부, 연소부 및 인출부를 하나의 유닛으로 가정하면, 몸체는 복수의 유닛이 서로 연결되어 다단으로 구성될 수 있는데, 이 경우 배출구는 최하단의 유닛에만 형성된다.Assuming that the inlet, the combustion and the outlet of the local high temperature combustion chamber according to the present invention are one unit, the body may consist of multiple units in which a plurality of units are connected to each other, in which case the outlet is formed only in the lowermost unit. .

즉, 연소 챔버는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1몸체(52)와 제2몸체(54)가 연결되어 구성될 수 있다.That is, the combustion chamber may be configured by connecting the first body 52 and the second body 54, as shown in FIG.

제1몸체(52)는, 상측에 제1인입구(H1-1)가 형성되고, 제1인입구(H1-1)에는 합성수지가 인입되도록 인입관(T1)이 세로로 끼워지며, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되는 제1인입부(52a); 제1인입부(52a)의 하단으로부터 연장되고, 수평 또는 경사지게 배치되며, 외면 둘레 및 길이방향을 따라 복수의 플라즈마 토치가 설치되어 제1인입부(52a)로부터 인입된 합성수지가 연소 및 열분해되어 가스화되는 제1연소부(52b); 및 제1인입부(52a)로부터 연장된 부분과 반대쪽에 위치한 제1연소부(52b)의 단부로부터 연장되고, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되며, 상기 제1연소부(52b)에서 합성수지가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 제1인출구(H2-1)가 형성되는 제1인출부(52c);를 포함하여 이루어진다.The first body 52, the first inlet (H1-1) is formed on the upper side, the inlet pipe (T1) is vertically fitted so that the synthetic resin is introduced into the first inlet (H1-1), inclined downward or A first inlet portion 52a disposed vertically; It extends from the lower end of the first inlet portion 52a, is disposed horizontally or inclined, and a plurality of plasma torch is installed along the outer circumference and the longitudinal direction so that the synthetic resin introduced from the first inlet portion 52a is burned and thermally decomposed and gasified. A first combustion unit 52b; And extending from an end portion of the first combustion portion 52b positioned opposite to the portion extending from the first inlet portion 52a and inclined downwardly or vertically, wherein the synthetic resin is burned in the first combustion portion 52b. And a first drawing part 52c in which a first outlet H2-1 through which heat and gas generated in the process of pyrolysis and gasification is drawn out is formed.

제2몸체(54)는 상측에 제1인출구(H2-1)와 연통되어 열 및 가스, 연소 잔해물 등이 인입되는 제2인입구(H1-2)가 형성되고, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되는 제2인입부(54a); 제2인입부(54a)의 하단으로부터 연장되고, 수평 또는 경사지게 배치되며, 외면 둘레 및 길이방향을 따라 복수의 플라즈마 토치가 설치되어 제2인입부(54a)로부터 인입된 연소 잔해물이 연소 및 열분해되어 가스화되는 제2연소부(54b); 및 제2인입부(54a)로부터 연장된 부분과 반대쪽에 위치한 제2연소부(54b)의 단부로부터 연장되고, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되며, 상기 제2연소부(54b)에서 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 제2인출구(H2-2)가 형성되고, 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구(H3)가 형성되는 제2인출부(54c);를 포함하여 이루어진다.The second body 54 communicates with the first outlet H2-1 at an upper side thereof, and has a second inlet H1-2 through which heat, gas, and combustion debris are introduced, and is inclined downward or vertically disposed. A second lead portion 54a; It extends from the lower end of the second inlet 54a, is disposed horizontally or inclined, and a plurality of plasma torch is installed along the outer circumference and the longitudinal direction so that the combustion debris introduced from the second inlet 54a is burned and pyrolyzed. A second combustion section 54b gasified; And extending from an end portion of the second combustion portion 54b positioned opposite to the portion extending from the second inlet portion 54a, being inclined downwardly or vertically and combusted and pyrolyzed in the second combustion portion 54b. The second outlet part H2-2 is formed to draw out heat and gas generated in the process of gasification, and the outlet outlet H3 is formed to be gasified by combustion and pyrolysis to discharge the remaining ash. 54c;

이때, 상기 제1연소부(52b)와 제2연소부(54b) 내부 바닥에는 내화물 부재(P)가 설치되고, 내화물 부재(P)의 상측에는 열전달 매개체(B)가 구비된다.In this case, a refractory member P is installed at the bottom of the first combustion unit 52b and the second combustion unit 54b, and a heat transfer medium B is provided above the refractory member P.

또한, 제1연소부(52b) 및 제2연소부(54b)의 내부에는 전술한 바와 같이 열전달 매개체(B)의 상부에 직선운동 가능하게 잔해물 제거수단(E)을 설치할 수 있다.In addition, the debris removing means E may be installed inside the first combustion unit 52b and the second combustion unit 54b so as to linearly move above the heat transfer medium B.

한편, 본 발명에 따른 국소 고온 고체 연소 챔버는 시멘트 소성 설비 이외의 제철소나 발전소 등에서 폐합성수지와 같은 대체연료를 사용하는 경우 채용될 수 있다.On the other hand, the local high temperature solid combustion chamber according to the present invention may be employed when using alternative fuels such as waste synthetic resin in steelworks or power plants other than cement firing facilities.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.

10 : 예열기 시스템 14 : 하소로
20 : 회전형 가마 30 : 냉각기
40 : 연소 챔버 42 : 몸체
44 : 플라즈마 토치10: preheater system 14: calcining furnace
20: rotary kiln 30: cooler
40 combustion chamber 42 body
44: plasma torch

Claims (10)

원료 공급기에서 공급받은 시멘트 원료를 예열하고, 상기 시멘트 원료 내의 이산화탄소가 유리되는 탈탄산 반응을 증가시키는 하소로(calciner)를 포함하는 예열기 시스템; 및 상기 예열기 시스템을 거친 시멘트 원료를 원료 주입 챔버를 통해 투입구로 투입받아 클링커로 소성하여 반출구로 반출하되, 상기 소성을 위해 상기 투입구와 대향하는 위치에 구비된 버너에서 상기 투입구 방향으로 화염을 생성하는 회전형 가마;를 포함하는 시멘트 소성설비에 채용되는 국소 고온 연소 챔버로서,
유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료가 인입되는 인입구가 형성되고, 내부에 인입된 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 인출구가 형성되며, 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구가 형성되는 중공의 몸체; 및
복수로 마련되어 상기 몸체의 외면 둘레 및 길이방향을 따라 배치되되, 화염이 상기 몸체의 내부를 향하도록 상기 몸체를 관통하여 설치되는 플라즈마 토치;를 포함하여 이루어지며,
상기 몸체는 상기 예열기 시스템의 하소로와 회전형 가마의 원료 주입 챔버 중 적어도 어느 하나에 연결되어 내부에서 상기 연료가 연소 및 열분해되고 가스화되어 발생된 열 및 가스가 상기 하소로와 원료 주입 챔버 중 적어도 어느 하나로 이동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 국소 고온 연소 챔버.
A preheater system including a calciner for preheating the cement raw material supplied from the raw material feeder and increasing the decarbonation reaction in which carbon dioxide in the cement raw material is liberated; And receiving the cement raw material passed through the preheater system through the raw material injection chamber through the raw material injection chamber and firing with clinker to be discharged to the discharge port, but generating a flame in the direction of the inlet from a burner provided at a position facing the inlet for the firing. As a local high temperature combustion chamber employed in a cement kiln comprising a rotary kiln;
An inlet through which organic waste and a fuel made from the same is introduced is formed, and an outlet through which heat and gas generated in a process in which the fuel introduced therein is burned and pyrolyzed and gasified is formed, and the fuel is burned and pyrolyzed. A hollow body in which an outlet for gasification and remaining ash is discharged; And
A plurality of plasma torchs disposed along the outer circumference and the longitudinal direction of the body, the plasma torch being installed through the body such that a flame faces the inside of the body;
The body is connected to at least one of the calcination furnace of the preheater system and the raw material injection chamber of the rotary kiln so that heat and gas generated by combustion, pyrolysis and gasification of the fuel therein are at least one of the calcination furnace and the raw material injection chamber. A local high temperature combustion chamber, characterized in that the movement to any one.
청구항 1에 있어서,
상기 몸체는,
상측에 인입구가 형성되고, 상기 인입구에는 상기 연료가 인입되도록 인입관이 세로로 끼워지며, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되는 인입부;
상기 인입부의 하단으로부터 연장되고, 수평 또는 경사지게 배치되며, 외면 둘레 및 길이방향을 따라 복수의 플라즈마 토치가 설치되어 상기 인입부로부터 인입된 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 연소부; 및
상기 인입부로부터 연장된 부분과 반대쪽에 위치한 연소부의 단부로부터 연장되고, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되며, 상기 연소부에서 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 인출구가 형성되고, 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구가 형성되는 인출부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 국소 고온 연소 챔버.
The method according to claim 1,
The body,
An inlet is formed at an upper side of the inlet, and an inlet pipe is vertically inserted to allow the fuel to be introduced therein;
A combustion unit extending from a lower end of the inlet and disposed horizontally or inclined and having a plurality of plasma torches installed along an outer circumference and a longitudinal direction of the inlet to burn and pyrolyze the fuel introduced from the inlet; And
Extends from an end portion of the combustion portion located opposite to the portion extending from the inlet portion, and is inclined downwardly or vertically disposed, and heat and gas generated in a process in which the fuel is burned and pyrolyzed and gasified in the combustion portion are withdrawn; And a take-out part which is formed with an outlet, and an outlet through which the fuel is burned and pyrolyzed and gasified and the remaining ash is discharged.
청구항 2에 있어서,
상기 연소부 내면에는 내화물 부재가 설치되고, 상기 연소부 내부 바닥에 설치된 내화물 부재의 상측에는 열전달 매개체가 구비되며, 상기 열전달 매개체는 상기 플라즈마 토치에 의해 고온으로 가열되어 상기 연소부로 인입되는 상기 연료를 상기 플라즈마 토치와 함께 연소 및 열분해하여 가스화하는 것을 특징으로 하는 국소 고온 연소 챔버.
The method according to claim 2,
A refractory member is installed on an inner surface of the combustion unit, and a heat transfer medium is provided on an upper side of the refractory member installed on the bottom of the combustion unit, and the heat transfer medium is heated to a high temperature by the plasma torch to draw the fuel introduced into the combustion unit. A localized high temperature combustion chamber characterized in that the gas is combusted and pyrolyzed together with the plasma torch.
청구항 3에 있어서,
상기 연소부의 내부에는 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)를 상기 배출구로 배출시키도록 상기 열전달 매개체의 상부에서 직선운동 가능하게 잔해물 제거수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 국소 고온 연소 챔버.
The method according to claim 3,
The internal high temperature combustion chamber, characterized in that the debris removal means is installed in the upper portion of the heat transfer medium so as to discharge the ash remaining after combustion and pyrolysis gasified to the discharge port.
청구항 2에 있어서,
상기 인입부, 연소부 및 인출부를 하나의 유닛으로 가정하면,
상기 몸체는 복수의 유닛이 서로 연결되어 다단으로 구성되되,
상기 배출구는 최하단의 유닛에만 형성되는 것을 특징으로 하는 국소 고온 연소 챔버.
The method according to claim 2,
Assuming that the inlet, the combustion and the outlet are one unit,
The body is composed of a plurality of units are connected to each other,
Wherein said outlet port is formed only in the lowermost unit.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 따른 국소 고온 연소 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 소성 설비.
A cement calcination plant comprising a local high temperature combustion chamber according to claim 1.
유기 폐기물 및 이를 원료로 하는 연료가 인입되는 인입구가 형성되고, 내부에 인입된 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 인출구가 형성되며, 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구가 형성되는 중공의 몸체; 및
복수로 마련되어 상기 몸체의 외면 둘레 및 길이방향을 따라 배치되되, 화염이 상기 몸체의 내부를 향하도록 상기 몸체를 관통하여 설치되는 플라즈마 토치;를 포함하여 이루어지며,
상기 몸체는,
상측에 인입구가 형성되고, 상기 인입구에는 상기 연료가 인입되도록 인입관이 세로로 끼워지며, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되는 인입부;
상기 인입부의 하단으로부터 연장되고, 수평 또는 경사지게 배치되며, 외면 둘레 및 길이방향을 따라 복수의 플라즈마 토치가 설치되어 상기 인입부로부터 인입된 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 연소부; 및
상기 인입부로부터 연장된 부분과 반대쪽에 위치한 연소부의 단부로부터 연장되고, 하방으로 경사지거나 수직으로 배치되며, 상기 연소부에서 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되는 과정에서 발생된 열 및 가스가 인출되는 인출구가 형성되고, 상기 연료가 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)가 배출되는 배출구가 형성되는 인출부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 국소 고온 연소 챔버.
An inlet through which organic waste and a fuel made from the same is introduced is formed, and an outlet through which heat and gas generated in a process in which the fuel introduced therein is burned and pyrolyzed and gasified is formed, and the fuel is burned and pyrolyzed. A hollow body in which an outlet for gasification and remaining ash is discharged; And
A plurality of plasma torchs disposed along the outer circumference and the longitudinal direction of the body, the plasma torch being installed through the body such that a flame faces the inside of the body;
The body,
An inlet is formed at an upper side of the inlet, and an inlet pipe is vertically inserted to allow the fuel to be introduced therein;
A combustion unit extending from a lower end of the inlet and disposed horizontally or inclined and having a plurality of plasma torches installed along an outer circumference and a longitudinal direction of the inlet to burn and pyrolyze the fuel introduced from the inlet; And
Extends from an end portion of the combustion portion located opposite to the portion extending from the inlet portion, and is inclined downwardly or vertically disposed, and heat and gas generated in a process in which the fuel is burned and pyrolyzed and gasified in the combustion portion are withdrawn; And a take-out part which is formed with an outlet, and an outlet through which the fuel is burned and pyrolyzed and gasified and the remaining ash is discharged.
청구항 7에 있어서,
상기 연소부 내면에는 내화물 부재가 설치되고, 상기 연소부 내부 바닥에 설치된 내화물 부재의 상측에는 열전달 매개체가 구비되며, 상기 열전달 매개체는 상기 플라즈마 토치에 의해 고온으로 가열되어 상기 연소부로 인입되는 연료를 상기 플라즈마 토치와 함께 연소 및 열분해하여 가스화는 것을 특징으로 하는 국소 고온 연소 챔버.
The method according to claim 7,
A refractory member is installed on an inner surface of the combustion unit, and a heat transfer medium is provided on an upper side of the refractory member installed on the inner bottom of the combustion unit, and the heat transfer medium is heated to a high temperature by the plasma torch to draw fuel introduced into the combustion unit. A localized high temperature combustion chamber characterized by combustion and pyrolysis and gasification with a plasma torch.
청구항 7에 있어서,
상기 연소부의 내부에는 연소 및 열분해되어 가스화되고 남은 재(ash)를 상기 배출구로 배출시키도록 상기 열전달 매개체의 상부에서 직선운동 가능하게 잔해물 제거수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 국소 고온 연소 챔버.
The method according to claim 7,
The internal high temperature combustion chamber, characterized in that the debris removal means is installed in the upper portion of the heat transfer medium so as to discharge the ash remaining after combustion and pyrolysis gasified to the discharge port.
청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 인입부, 연소부 및 인출부를 하나의 유닛으로 가정하면,
상기 몸체는 복수의 유닛이 서로 연결되어 다단으로 구성되되,
상기 배출구는 최하단의 유닛에만 형성되는 것을 특징으로 하는 국소 고온 연소 챔버.The method according to any one of claims 7 to 9,
Assuming that the inlet, the combustion and the outlet are one unit,
The body is composed of a plurality of units are connected to each other,
Wherein said outlet port is formed only in the lowermost unit.
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