KR0175541B1 - 폐가스 소각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐가스 소각장치에 관한 것으로, 복수개의 버너가 설치되고 열저장식 제1세라믹베드가 내장된 소각로; 상기 소각로에 설치되며 배출팬과 배출댐퍼를 가진 정화가스 배기관; 상기 소각로에 설치되며 유입댐퍼를 가진 복수개의 오븐 악취가스 유입관; 상기 소각로로 설치되며 송입댐퍼를 가진 신선외기 유입관; 상기 소각로에 입/출구가 설치되고 순환팬을 가지며 일부가 소각로내의 열저장식 제1세라믹베드에 설치된 복수개의 상기 버너용 연소공기 순환관; 상기 오븐 악취가스 유입관의 일부와 상기 버너용 연소공기 순환관의 일부가 설치된 복수개의 열저장식 제2세라믹베드; 그리고 상기 정화가스 배기관의 일부와 흡기팬을 가진 배기열 이용관의 일부가 설치된 열저장식 제3세라믹베드로 폐가스 소각장치를 구성한 것이다.

Description

폐가스 소각장치

제1도는 종래의 폐가스 소각장치를 나타낸 구성도.

제2도는 본 발명에 의한 폐가스 소각장치를 나타낸 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 10 : 소각로 1a, 11 : 버너

3, 30 : 정화가스 배출관 4 : 열교환기

6, 40 : 오븐 악취가스 유입관 20 : 제1세라믹베드

33 : 배출팬 42 : 신선외기 유입관

50 : 연소공기 순환관 60 : 제2세라믹베드

70 : 제3세라믹베드 80 : 배기열 이용관

본 발명은 폐가스(공해유반 가스)를 소각하는 폐가스 소각장치에 관한 것으로, 특히 반영구적인 열저장식 세라믹베드를 사용하여 소각장치를 더욱 효율적으로 운영하므로써 에너지 손실을 최소화하고, 가동비를 절감하며, 환경오염을 방지하고자 한 폐가스 소각장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업제품을 생산할 때 폐가스가 발생되는 경우가 많은데, 예를 들면 자동차의 경우 차체에 도포된 도료건조중 발생하는 유해가스를 소각하는 폐가스 소각장치는 제1도에 나타낸 바와같이 오븐 유해가스 유입관(6)이 설치되고 버너(1a)가 설치된 소각로(1); 상기 소각로(1)에 입/출구가 연결되고 입구로에 유입댐퍼(2a)와 흡기팬(2b)이 설치된 정화가스 순환관(2); 상기 정화가스 순환관(2)에서 분기되어 분기부에 배출댐퍼(3a)가 설치된 정화가스 배출관(3); 상기 정화가스 순환관(2)의 출구로에 설치된 열교환기(4); 그리고 입구가 상기 열교환기(4)에, 출구가 상기 소각로(1)에 연결되고 흡기팬(5a)이 설치된 신선외기 유입관(5)로 구성되어 있다.

그런데 상기와 같이 수명이 한정된 열교환기를 사용하게 됨에 따라 열교환기가 노후되면 고장수리로 인한 유지보수 비용이 많이들게 될 뿐만 아니라 환경오염 문제가 발생되고, 노후화된 열교환기를 교체할 경우에는 도장공정 라인의 가동에 지장을 초래하여 생산성을 저하시키며, 또한 소각로의 가동비도 많이 들게 되는 문제점이 있었다.

또한 상기 폐가스 소각장치는 오븐 1개당 설치되기 때문에 원가상승을 유발시키는 문제점도 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 고려하여 열교환기 대신에 반영구적인 열저장식 세라믹베드를 사용하여 소각장치를 더욱 효율적으로 운영하므로써 에너지 손실을 최소화하고, 가동비를 절감하며, 환경오염등을 방지하고자 한 폐가스 소각장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은 복수개의 버너가 설치되고 열저장식 제1세라믹베드가 내장된 소각로; 상기 소각로에 설치되며 배출팬과 배출댐퍼를 가진 정화가스 배기관; 상기 소각로에 설치되며 유입댐퍼를 가진 복수개의 오븐 유해가스 유입관; 상기 소각로에 설치되며 송입댐퍼를 가진 신선외기 유입관; 상기 소각로에 입/출구가 설치되고 순환팬을 가지며 일부가 소각로내의 열저장식 제1세라믹베드에 설치된 복수개의 상기 버너용 연소공기 순환관; 상기 오븐 유해가스 유입관의 일부와 상기 버너용 연소공기 순환관의 일부가 설치된 복수개의 열저장식 제2세라믹베드; 그리고 상기 정화가스 배기관의 일부와 흡기팬을 가진 배기열 이용관의 일부가 설치된 열저장식 제2세라믹베드로 폐가스 소각장치를 구성하므로서 달성되는 것이다.

이하 본 발명의 기술구성과 그 작용효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 기술하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 의한 폐가스 소각장치를 나타낸 구성도이다.

본 실시예에 따른 상기 폐가스 소각장치의 기술적 수단은, 유해가스 등을 소각하는 소각로(10), 이 소각로(10)에서 발생된 고열을 소각하고자 하는 유해가스에 열을 전달하여 예열시키는 수단, 그리고, 소각된 정화가스의 고열을 난방등에 이용하여 에너지 효율을 높이는 수단으로 크게 대별된다. 그러나 상기한 각 수단은 확연히 구분되어 질 수 있는 것이 아니라 서로 유기적으로 연계되어 있고 각 기능이 순차적으로 이루어진다고 볼 수 없기 때문에 별도로 설명하기는 어려우며 이것은 구성을 이루고 있는 각 구성요소와 함께 설명하기로 한다.

다만, 상기 각 수단과 본 실시예의 구성요소를 간략히 언급하면, 열원은 소각로(10)에서, 각 열전달수단은 제1,2,3세라믹베드(20,60,70)가, 그리고 유해가스의 공급은 오븐 유해가스 유입관(40)이, 유해가스가 소각되어 제거된 가스이 배출은 정화가스 배출관(30)에서, 그리고 공기난방은 배기열이용관(80)이 각각 담당한다.

한편 소각전의 유해가스를 예열은, 상기 소각로와 연결된 연소공기순환관(50)에서 제공된 고열에 의한다.

상기에서 열전달 수단은 동판(銅版)등의 금속재를 사용할 수 있으나. 이는 고열에서 장시간 동안 노출되면 쉽게 손상되는 난점이 있는 데에 비해, 세라믹은 고열에 대한 내구성과 함께 열전도율이 양호하기 때문에 세라믹베드로 한것이다.

도면에 나타난 바와 같이 본 실시예의 폐가스 소각장치는, 상기 소각로(10)는 둘 또는 그 이상으로 버너(11)가 설치되어 있는 데, 이 버너(11)의 발화에너지를 LPG등을 이용할 수 있다. 이 LPG등을 연소가스라 칭하면, 이 연소가스는 상기 연소공기순환관(50)에 의해 상기 소각로(10)로 순환한다.

이 연소공기순환관(50)은 상기 버너(11)와 인접된 부분에 형성된 배출포트로부터 외부로 순환팬(51)과 함께 형성되다가 다시 소각로(10)로 들어가고, 또 외부로 나와 상기 오븐 유해가스 유입관(40)에 인접한 부분을 거쳐 상기 버너(11)에 연결된다.

그런데, 이 연소공기순환관(50)은 상기한 바와같이, 유해가스를 예열시키는 역할을 한다고 하였는 바, 이것은 소각로(10)에서 고열을 전달받아 다시 오븐 유해가스 유입관(40)으로 공급하게 되는데 각각 열전달수단으로서, 소각로(10)에는 제1세라믹베드(20)가, 상기 오븐유해가스 유입관(40)과는 제2세라믹베드(60)가 각각 형성되어 있다.

즉, 상기 제1세라믹베드(20)은 버너(11)의 고열을 채취하여 연소공기순환관(50)의 연소공기에 전달하고, 상기 제2세라믹베드(60)은 연소공기순환관(50)의 열을 상기 오븐 유해가스 유입관(40)에 전달하여 소각되기전의 유해가스를 예열한다.

한편, 상기 오븐 유해가스 유입관(40)은 효율성의 증대를 위하여 상기 버너(11)의 양방향으로 유해가스를 공급하게 되는데, 이 때문에 상기 연소공기순환관(50)역시 같은 개수로 형성되고, 제1세라믹베드(20)와 제2세라믹베드(60)는 상기 연소공기순환관(50)과 오븐 유해가스 유입관(40)같은 개수로 형성된다.

이 오븐 유해가스 유입관(40)은, 차량의 도색을 건조시키는 오븐에 유입구를 형성하고, 상기 제2세라믹베드(60)를 거쳐 소각로(10)로 연결되는 데, 그 중간에 버너의 산소공급원으로서의 신선외기유입관(42)과 연결된다. 그리고, 상기 소각로(10)와 통하는 부분에는 유입댐퍼(41a)가 형성되어 있어 유입량을 조절한다.

상기 정화가스배출관(30)은 소각로(10)의 한쪽 배출포트를 댐퍼(31a)와 함께 형성하고 배출팬(33)을 자기고 외부와 통하도록 되어 있으며, 아울러 소각로(10)의 양측으로부터 작은 관으로 형성된 잔류가스 배출용 분기관(32)과 연결되어 있다. 따라서, 상기 소각로(10)로부터 잔류가스 배출용 분기관(32)과 연결된 부위까지 주관(31)이라 한다. 또 상기 잔류가스 배출용 분기관(32)에는 댐퍼(32a)형성되어 있어 배출량을 조절한다.

상기에서 정화가스배출관(30)이 잔류가스 배출용 분기관(32)과 연결되어 있는 이유는, 상기 소각로(10)에 유해요소가 소각되었으나 미쳐 배출되지 못하는 잔류가스를 동압(動壓)을 이용하여 함께 배출하고자하는 것이다.

그리고, 상기 배기열이용관(80)은 상기한 바와 같이, 정화가스배출관(30)내의 열을 이용하여 물을 데우거나 실내의 공기를 데워 에너지의 효율을 높이도록 한 것으로. 이것은 필터(84)가 형성된 관이 외부로부터 연결되어 상기 정화가스배출관(30)과 열전달수단과 결합되어 있고 이로부터 연장되어 흡기팬(81)이 형성되고 다시 물가온관(83)과 난방관(82)으로 각각 분기된다. 그리고 이 물가온관(83)과 난방관(82)에는 각각 송출댐퍼(82a, 83a)가 장착되어 있다. 상기 열전달수단은 제3세라믹베드(70)로서 정화가스배출관(30)의 열을 채취하여 배기열이용관(80)으로 전달한다.

상기와 같이 구성된 폐가스 소각장치가 작동을 멈춘 상태일 경우, 정화가스배출관(30)의 주관(31)과 분기관(32)의 배출댐퍼(31a)(32a)상기 소각로(10)에 설치된 오븐 유해가스 유입관(40)의 통합관(41)의 유입댐퍼(41a) 및 상기 통합관941)에 설치돈 신선외기 유입관(42)의 송입댐퍼(42a)는 열려져 있게 된다. 이 상태에서 폐가스 소각장치의 가동스위치를 온시키면, 인버터와 같은 제어장치에 의해 정화가스배출관(30)의 배출팬(33)이 약 50%정도로 회전되게 되고, 상기 신선외기 유입관(42)을 통해 유입된 공기는 상기 통합관(41)을 통해 상기 소각로(10)내로 유입되어 유해요소를 소각하여 정화된 다음, 상기 소각로(10)에 유해요소가 소각 되었으나 미쳐 배출되지 못하는 잔류가스와 더불어 정화가스배출관(30)의 분기관(32)과 주관(31)을 통해서 상기 배출팬(33)에 의해 외부로 배출되게 된다.

이후, 버너용 연소공기 순환관(50)의 순환팬(51)이 작동되고, 상기 분기관(32)의 배출댐퍼(32a)가 닫히면서 소각로(10)의 버너(11)가 작동되어 소각로(10)가 가동을 시작하게 되는 소각로(10)내의 제1세라믹베드(20)가 약 650℃까지 승온이 완료되면 신선외기 유입관(42)의 송입댐퍼(42a)가 닫히게 되고 오븐 유해가스가 열려진 상기 유입댐퍼(41a)를 통해 소각로(10)내로 유입되어 소각이 시작된 것이다.

이때, 정화가스배출관(30)의 배출팬(33)은 유입되는 오븐 유해가스량에 따라, 즉 오븐 유해가스량이 많으면 회전속도가 빨라지고 적으면 회전속도가 느려지게 인버터와 같은 제어장치에 의해 제어되어 열려진 상기 주관(31)을 통해 소각된 정화가스를 외부로 배출시키게 된다.

그리고, 오븐 유해가스의 정화가 완료되면, 버너용 연소공기 순환관(50)의 순환팬(51)과 소각로(10)의 버너(11)가 작동이 멈추고 닫혀져 있던 신선외기 유입관(42)의 송입댐퍼(42a)와 분기관(32)의 배출댐퍼(32a)가 열리게 된다.

한편, 열려져 있는 주관(31)의 배출댐퍼(31a)를 통해서 소각로(10)내의 잔류가스가 인버터와 같은 제어장치에 의해 회전속도가 약 50%정도로 떨어진 정화가스 배출관(30)의 배출팬(33)에 의해 외부로 배출되어 소각로(10)가 정화된다.

이후 세팅된 소정시간이 흘러 정화가 완료되면 상기 배출팬(33)의 작동이 멈추면서 상기 배출댐퍼(31a)(32a), 유입댐퍼(41a) 및 송입댐퍼(42a)가 열린상태로 소각장치가 작동을 멈추게 된다.

이와같이 작동되는 본 발명의 폐가스 소각장치에서 버너(11)에 의해 소각로(10)는 약 820℃ 정도가 되어 약 650℃정도로 승온된 상기 소각로(10)내의 제1세라믹베드(20)에 의해 이 제1세라믹베드(20)에 설치된 버너용 연소공기 순환관(50)은 약 550℃ 정도가 되고, 제2세라믹베드(60)에 설치돈 상기 버너용 연소공기 순환관(50)은 오븐 유해가스 유입관(40)을 통해서 유입되는 약100℃ 정도의 오븐 유해가스에 열을 빼앗기면서 상기 약 550℃정도에서 약 250℃내지 280℃로 떨어지며, 상기 약 100℃ 정도의 오븐 유해가스 유입관(40)은 열을 얻어 약 250℃ 내지 280℃로 승온되어 상기 제2세라믹베드(60)는 약 400℃의 열을 저장하게 된다.

그리고 상기 정화가스배출관(30)의 주관(31)을 통해서 배출되는 약200℃정도의 소각된 정화공기에 의해 제3세라믹베드(70)는 약 90℃내지 100℃정도의 열을 저장하게 된다.

그래서 상기 소각된 정화공기는 약 90℃ 정도의 열을 품은채 외부로 배출된다.

이렇게 열을 저장할게 되는 반영구적 제2세라믹베드의 열이 소각로에 영향을 미치기 때문에 에너지가 절약되어 소각로의 가동비가 절감되고, 상기 제2세라믹베드가 반영구적이기 때문에 거의 고장이 발생하지 않아 환경오염이 발생하지 않게 되고, 보수유지 비용이 절감되며 거의 교체할 필요가 없어 생산성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명의 폐가스 소각장치는 복수개의 오븐을 연결하여 사용할 수 있어 원가 절감 측면에서도 상당히 유리하다.

Claims (4)

1. 상기 소각로(10)는 둘 또는 그 이상으로 버너(11)가 설치되어 있는 소각로(10); 상기 소각로(10)의 버너(11)와 인접된 부분에 형성된 배출포트로부터 순환팬(51)의 도움으로 다시 소각로(10)로 들어가 열전달수단과 결합되어 있고 외부로 연장되어 상기 버너(11)에 연결되는 연소공기순환관(50); 상기 연소공기순환관(50)과 열전달수단으로 결합되며 차량의 도색을 건조시키는 오븐에 유입구를 형성하고 소각로(10)로 연결되는 오븐 유해가스 유입관(40); 상기 오븐 유해가스 유입관(40)으로부터 유입된 유해가스를 소각로(10)에서 유해물질이 소각되어 정화된 가스를 배출하며 소각로(10)의 한쪽에 배출포트를 댐퍼(31a)와 함께 형성하고 배출팬(33)을 가지고 외부와 통하도도록 되어 있는 정화가스배출관(30); 그리고 상기 정화가스배출관(30)고 열전달수단으로 결합되어 있고, 외부로부터 필터(84)가 형성된 관이 연장되어 흡기팬(81)이 형성되고 다시 물가온관(83)과 난방관(82)로 각각 분기되는 배기열이용관(80)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 열전달수단은, 세라믹베드(20,60,70)로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치.
3. 제1항에 있어서, 오븐 유해가스 유입관(40)은 소각로(10)로 연결되는 중간에 버너의 산소공급원으로서의 신선외기 유입관(42)과 연결되는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치.
4. 제1항에 있어서, 정화가스배출관(30)은 소각로(10)의 양측으로부터 작은관으로 형성된 잔류가스 배출용 분기관(32)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치.