KR102447973B1

KR102447973B1 - 가연성 폐기물 무공해 소각로

Info

Publication number: KR102447973B1
Application number: KR1020200118525A
Authority: KR
Inventors: 홍광이
Original assignee: 홍광이
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2022-09-28
Anticipated expiration: 2040-09-15
Also published as: KR20220036221A

Abstract

본 발명은 가연성 폐기물이 투입되는 연소공간이 구비되는 로(爐) 본체; 로 본체의 일측에 교체 및 탈착 가능하게 장착되고, 연소공간에서 소각되는 가연성 폐기물로부터 발생되는 연소가스에 포함된 다이옥신과 불연소 오니 및 휘발성 유기화합물을 포함한 유해물질을 여과하도록, 촉매를 담지(擔持)시켜 형성되는 적어도 하나 이상의 필터체가 내장된 제1 유닛; 및 연소공간과 제1 유닛을 통하여 연통되며 연소가스 필터체를 통과하며 여과된 배기가스를 대기중으로 배출시키는 유로를 형성하는 연통과, 연통 주위에 형성되어 연통을 통하여 배출되는 배기가스로부터 열을 회수하는 열교환기를 포함하는 제2 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하여, 가연성 폐기물을 장소에 구애받지 않고 간편하게 소각하여 정화된 배기가스로 배출하여 친환경적임은 물론, 폐열회수를 통한 생활온수나 난방 또는 농업 또는 제조공정의 에너지원 등으로 활용할 수 있도록 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로에 관한 것이다.

Description

가연성 폐기물 무공해 소각로{POLLUTION FREE INCINERATOR USING COMBUSTIBLE WASTE}

본 발명은 가연성 폐기물 무공해 소각로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가연성 폐기물을 장소에 구애받지 않고 간편하게 소각하여 정화된 배기가스로 배출하여 친환경적임은 물론, 폐열회수를 통한 생활온수나 난방 또는 농업 또는 제조공정의 에너지원 등으로 활용할 수 있도록 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로에 관한 것이다.

산업폐기물 또는 각종 생활쓰레기들 중에 합성수지류나 고무류와 같은 경우 이들을 매립처리 하게 되면, 오랜 시간이 지나더라도 썩지 않으므로 토양을 오염시키는 문제가 있다.

또한, 이러한 각종 쓰레기들을 소각 처리를 할 경우에는 소각시 발생하는 다이옥신이나 휘발성 유기화합물 등과 같은 유해물질로 인해 인체에 유해한 유독성 물질을 발생시키므로 공기를 오염시킴에 따라 대부분의 선진국에서는 산업폐기물의 매립 및 소각을 법으로 엄격히 금지하고 있어 그 처리에 큰 어려움을 안고 있다.

따라서, 산업폐기물의 처리를 위한 기술의 개발이 수십 년 전부터 범국가적인 사업으로 추진되어 오고 있다.

그러나, 산업의 발달에 의해서 합성수지류나 고무류와 같은 산업폐기물의 발생량은 갈수록 늘어나는 추세에 있으므로 이의 처리에 막대한 비용이 들어갈 수밖에 없는 실정에 있다.

종래 상기와 같은 산업폐기물 또는 각종 생활쓰레기를 처리하기 위한 폐기물 처리장치가 다양한 구조로 개발되고 있다.

이중에 등록특허 제10-0332420호의 "대용량쓰레기 및 가연성 폐기물의 안전소각로"(이하 선행기술) 등을 포함한 일반적인 소각장치들은 내화제로 이루어진 소각로에 각종 폐기물을 투입한 후 폐기물에 직접 열을 가하여 소각로 내부에 있는 폐기물을 소각시키고, 소각시 발생한 매연은 별도의 집진장치에 의해 제거되도록 구성하고 있다.

그러나, 선행기술을 포함한 일반적인 소각장치들은 지금까지 도시 근교에서 대량으로 발생하는 대용량의 폐기물들을 일괄 처리하기 위한 목적으로 대규모에 넓은 건설 부지가 필요하다는 문제점이 있다.

이에 비하여, 도시로부터 떨어진 교외 지역이나 농업 단지 또는 산간 오지와 같은 곳에서 소규모 인원의 생활 및 각종 업무로부터 발생하는 소량의 가연성 폐기물 처리는 매우 골칫거리라 할 수 있다.

따라서, 이러한 지역에 생활하는 거주인들은 이렇게 소량으로 배출되는 가연성 폐기물을 조금씩 몰래 야간에 소각시켜 처리하는 실정이다.

그러나, 이러한 소각 처리 방식은 대기와 토양을 오염시킴은 물론, 소각 작업을 실시하는 작업자의 호흡기를 포함한 건강에도 위협이 되는 것이다.

따라서, 소규모로 발생하는 가연성 폐기물을 장소에 구애받지 않고 간편하게 소각하되 소각시 발생하는 유해물질을 정화하여 깨끗한 배기가스로 배출하고, 소각 과정에서 발생한 열원을 다시 회수하여 각종 수요처에 재사용할 수 있도록 하는 친환경적인 장치의 개발이 절실한 것이다.

등록특허 제10-0332420호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 가연성 폐기물을 장소에 구애받지 않고 간편하게 소각하여 정화된 배기가스로 배출하여 친환경적임은 물론, 폐열회수를 통한 생활온수나 난방 또는 농업 또는 제조공정의 에너지원 등으로 활용할 수 있도록 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가연성 폐기물이 투입되는 연소공간이 구비되는 로(爐) 본체; 상기 로 본체의 일측에 교체 및 탈착 가능하게 장착되고, 상기 연소공간에서 소각되는 상기 가연성 폐기물로부터 발생되는 연소가스에 포함된 다이옥신과 불연소 오니 및 휘발성 유기화합물을 포함한 유해물질을 여과하도록, 촉매를 담지(擔持)시켜 형성되는 적어도 하나 이상의 필터체가 내장된 제1 유닛; 및 상기 연소공간과 상기 제1 유닛을 통하여 연통되며 상기 연소가스 상기 필터체를 통과하며 여과된 배기가스를 대기중으로 배출시키는 유로를 형성하는 연통과, 상기 연통 주위에 형성되어 상기 연통을 통하여 배출되는 상기 배기가스로부터 열을 회수하는 열교환기를 포함하는 제2 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로를 제공할 수 있을 것이다.

여기서, 상기 필터체는 상기 촉매가 혼합된 세라믹에 의하여 허니콤(honey comb) 구조를 가지는 블록 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 촉매는, TiO2, V2O3, Fe2O3, Pt, Pd 중 적어도 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합이며, 상기 세라믹 필터는, 멀라이트(Mullite) 또는 근청석(Codierite) 중 적어도 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 필터체는, 상기 유해물질 중 상기 다이옥신 제거를 위하여 3Al2O3 또는 2SiO2로 이루어진 멀라이트 소재에 TiO2 및 V2O3 촉매가 혼합된 허니콤 구조를 구비하며, 일정 두께를 가지는 원판 형상인 적어도 하나 이상의 제1 필터블록과, 상기 유해물질 중 상기 불연소 오니 제거를 위하여 3Al2O3 또는 2SiO2로 이루어진 멀라이트 소재에 Fe2O3 촉매가 혼합된 허니콤 구조를 구비하며, 일정 두께를 가지는 원판 형상인 적어도 하나 이상의 제2 필터블록과, 상기 유해물질 중 휘발성 유기화합물 제거를 위하여 2MgO와 SiO2와 Al2O3로 이루어진 근청석 소재에 Pt 및 Pd 촉매가 혼합된 허니콤 구조를 구비하며, 일정 두께를 가지는 원판 형상인 적어도 하나 이상의 제3 필터블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 로 본체의 개방된 상면을 덮는 커버와, 상기 커버의 가장자리를 따라 연장되어 상기 로 본체의 상부측 외주면과 마주보는 내주면을 가지는 연장통을 포함하는 캡과, 상기 커버의 천장면에 고정되는 상단부 가장자리와, 복수의 상기 필터체가 안착되는 바닥면을 가지는 수용통을 더 포함하며, 상기 연통은 상기 커버와 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 유닛은, 상기 연통의 외경보다 큰 내경을 가지며 상기 연통의 형성 방향을 따라 상하로 상기 연통의 외주면 일부를 수용하며 상기 로 본체의 상부측에 배치되는 열교환 본체와, 상기 로 본체의 일측에 배치되어 일정 시간동안 일정량의 공기를 취출하는 메인 블로어(blower)와, 상기 메인 블로어의 취출구와 연결되어 상기 열교환 본체의 하부측 외주면과 연결되는 열교환 배관과, 상기 메인 블로어의 취출구와 연결되어 상기 로 본체의 상기 연소공간과 연결되는 연소 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 유닛은, 상기 열교환 배관 및 상기 연소 배관 각각의 입구측과 상기 메인 블로어의 취출구를 연결하는 분배기와, 상기 분배기에 내장되어 상기 열교환 배관의 입구측에 배치되고, 상기 메인 블로어로부터 상기 열교환 배관측으로 향하는 공기량을 조절 가능한 제1 댐퍼와, 상기 분배기에 내장되어 상기 연소 배관의 입구측에 배치되고, 상기 메인 블로어로부터 상기 연소 배관측으로 향하는 공기량을 조절 가능한 제2 댐퍼와, 상기 열교환 본체의 상부측 외주면과 연결되어 상기 메인 블로어로부터 공급된 공기와 상기 연통 내부의 배기가스가 열교환하여 배출되는 열교환가스를 수요처로 공급하는 폐열회수 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연통의 상단부에 연결되는 사이클론 집진기와, 상기 사이클론 집진기와 연결되는 잔여분진 포집 백(bag)과, 상기 사이클론 집진기의 배출측에 구비되어 상기 배기가스를 강제 배출시키는 배출 블로어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 가연성 폐기물은 펠릿(pellet) 형태로 가공되어 상기 로 본체에 투입되고, 상기 가연성 폐기물을 5 내지 10mm의 폭 또는 길이를 가지도록 분쇄한 것을 회전시켜 상기 펠릿 형태로 가공하며, 상기 펠릿 형태로 가공한 것의 건조는, 상기 열교환기의 배출측과 연결된 폐열회수 배관으로부터 공급되는 폐열에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 가연성 폐기물을 장소에 구애받지 않고 간편하게 소각하여 정화된 배기가스의 형태로 배출하므로 친환경적이다.

그리고, 본 발명은 가연성 폐기물의 소각시 발생한 열원을 다시 회수하여 생활온수나 난방 또는 농업 또는 제조공정의 에너지원 등으로 활용할 수 있으므로, 에너지의 효율적인 관리 측면에서 특장점을 가지게 된다.

그리고, 본 발명은 가연성 폐기물의 소각시 발생하는 유해물질별 여과가 가능하도록 TiO2, V2O3, Fe2O3, Pt, Pd 등을 포함한 다양한 촉매와 함께 멀라이트 또는 근청석을 포함하는 세라믹 필터로 제작함으로써, 다이옥신이나 불연소 오니 또는 휘발성 유기화합물과 같은 대표적인 유해물질별로 각각의 적극적인 여과 제거가 가능하다는 특장점을 가진다.

그리고, 본 발명은 다양한 촉매가 혼합된 세라믹 필터를 허니콤 구조로 제작함으로써, 여과면적을 극대화하면서도 구조적으로도 강도 및 내구성이 우수한 필터 성능을 구현할 수 있다는 효과를 가진다.

무엇보다도, 본 발명은 도시로부터 떨어진 교외 지역이나 농업 단지 또는 산간 오지와 같은 곳에서 소규모 인원의 생활 및 각종 업무로부터 발생하는 소량의 가연성 폐기물을 공간과 시간의 제약을 받지않고 손쉽게 소각하여 처리할 수 있다는 점에서 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가연성 폐기물 무공해 소각로의 전체적인 구조를 도시한 개념도
도 2는 도 1의 II 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가연성 폐기물 무공해 소각로의 내부 구조를 도시한 개념도
도 3은 도 1의 III 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가연성 폐기물 무공해 소각로의 주요부인 제2 유닛의 일부 구조를 도시한 개념도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가연성 폐기물 무공해 소각로의 전체적인 구조를 도시한 개념도이다.

그리고, 도 2는 도 1의 II 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가연성 폐기물 무공해 소각로의 내부 구조를 도시한 개념도이다.

또한, 도 3은 도 1의 III 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가연성 폐기물 무공해 소각로의 주요부인 제2 유닛(200)의 일부 구조를 도시한 개념도이다.

참고로, 도 1에서 미설명 부호로 400은 작업자가 점검 및 후술할 필터체(110)의 분리 교체 및 투입 설치를 위하여 로 본체(300)의 상측으로 접근시 편의를 제공하기 위한 점검 사다리를 가리킨다.

본 발명은 도시된 바와 같이 가연성 폐기물(이하 미도시)이 투입되는 연소공간(301)이 구비되는 로(爐) 본체(300)와, 로 본체(300)에 장착되어 가연성 폐기물의 소각으로 생성되는 유해물질을 제1 유닛(100)이 여과하고, 가연성 폐기물의 소각으로 생성되는 열원을 제2 유닛(200)이 회수하여 재사용 가능한 구조임을 파악할 수 있다.

제1 유닛(100)은 로 본체(300)의 일측에 교체 및 탈착 가능하게 장착되고, 연소공간(301)에서 소각되는 가연성 폐기물로부터 발생되는 연소가스에 포함된 다이옥신과 불연소 오니 및 휘발성 유기화합물을 포함한 유해물질을 여과하도록, 촉매를 담지(擔持)시켜 형성되는 적어도 하나 이상의 필터체(110)가 내장된 것이다.

제2 유닛(200)은 연소공간(301)과 제1 유닛(100)을 통하여 연통(210)되며 연소가스 필터체(110)를 통과하며 여과된 배기가스를 대기중으로 배출시키는 유로를 형성하는 연통(210)과, 연통(210) 주위에 형성되어 연통(210)을 통하여 배출되는 배기가스로부터 열을 회수하는 열교환기(220)를 포함하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 로 본체(300)는 각종 가연성 폐기물을 투입하여 소각시켜 부피를 줄여 처리할 수 있도록 하는 소각로 본연의 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.

제1 유닛(100)은 각종 가연성 폐기물의 소각에 따라 발생되는 연소가스에 포함된 다이옥신과 휘발성 유기화합물 등의 다양한 유해물질을 전술한 촉매를 통하여 여과 시켜 청정한 상태의 배기가스 형태로 대기중에 배출시키기 위한 여과 기능을 수행하기 위하여 마련된 것이다.

제2 유닛(200)은 에너지 관리 및 친환경 구조의 획득을 위한 것으로, 연통(210)을 통하여 여과된 청정한 배기가스를 배출시키면서도, 배출되는 배기가스의 높은 열을 회수하여 생활난방이나 비닐하수의 난방 또는 각종 제조공정의 건조 및 가열을 위한 열유체 기계의 가동 부하를 줄이기 위한 목적으로 마련된 것이다.

즉, 제2 유닛(200)은 대기중으로 유해물질이 직접적으로 배출되는 것을 방지하여 대기오염을 줄이는 효과를 도모함과 동시에, 전술한 각종 난방과 제조 공정을 위하여 가동되어야 할 보일러나 히터의 가동부하를 줄이는 역할을 충분히 수행할 수 있게 될 것이다.

한편, 로 본체(300)의 일측에는 투입 슬롯(302)이 관통되어 가연성 폐기물이 투입되고, 투입 슬롯(302)에는 폐기물 출입용의 도어(310)가 회동 가능하게 결합되어 투입 슬롯(302)을 개폐할 수 있을 것이다.

여기서, 로 본체(300)의 바닥면에는 출입 트레이(320)가 배치되며 로 본체(300)의 하부측 외주면으로부터 출입 가능하고, 가연성 폐기물을 수용하거나 가연성 폐기물의 연소후 잔여물을 받침 지지하게 된다.

이때, 출입 트레이(320)의 외주면 일측에 파지 가능하게 출입 손잡이(321)가 구비되어 작업의 편의를 도모할 수 있을 것이다.

따라서, 가연성 폐기물의 소각이 완료되어 남은 재와 같은 잔여물은 출입 트레이(320)에 그대로 담겨서 출입 손잡이(321)를 잡고 로 본체(300)로부터 잡아당겨 출입 트레이(320)를 분리한 후, 잔여물을 매립 또는 폐기하면 될 것이다.

한편, 가연성 폐기물은 펠릿(pellet) 형태로 가공되어 로 본체(300)에 투입될 수 있을 것이다.

가연성 폐기물은 실로 다양한 소재를 포함한다.

가연성 폐기물은 예를들어, 종이류, 플라스틱, 나무, 휴지, 생리대, 기저귀, 고무, PET병, 비닐, 스치로폴, 마스크, 장갑, 의류, 신발 등 거주인의 생활에서 발생하는 거의 대부분의 것들을 망라한다.

이러한 가연성 폐기물을 5 내지 10mm의 폭 또는 길이를 가지도록 분쇄한 것을 회전시켜 펠릿 형태로 가공하는 것이다.

이렇게 펠릿 형태로 가공한 것의 건조는, 후술할 열교환기(220)의 배출측과 연결된 폐열회수 배관(270)으로부터 공급되는 폐열에 의하여 이루어질 수도 있음은 물론이다.

한편, 필터체(110)는 촉매가 혼합된 세라믹에 의하여 도 2(b)의 확대부와 같이 허니콤(honey comb) 구조를 가지는 블록 형상으로 형성될 수 있다.

여기서, 촉매는, TiO2, V2O3, Fe2O3, Pt, Pd 중 적어도 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합이며, 세라믹 필터는, 멀라이트(Mullite) 또는 근청석(Codierite) 중 적어도 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합일 수도 있다.

TiO2와 V2O3 및 FeO3 촉매는 멀라이트에 10~30w/w% 정도의 비율로 혼합될 수 있을 것이다.

Pt, Pd 촉매는 근청석에 1~10w/w% 정도의 비율로 혼합될 수 있으며, 근청석은 2MgO 13%와 SiO2 50%와 Al2O3 35%로 구성될 수 있다.

한편, 필터체(110)는, 도 2와 같이 제1, 2, 3 필터블록(111, 112, 113)을 포함할 수 있을 것이다.

즉, 제1 필터블록(111)은 유해물질 중 다이옥신 제거를 위하여 3Al2O3 또는 2SiO2로 이루어진 멀라이트 소재에 TiO2 및 V2O3 촉매가 혼합된 허니콤 구조를 구비하며, 일정 두께를 가지는 원판 형상인 적어도 하나 이상의 부재이다.

그리고, 제2 필터블록(112)은 유해물질 중 불연소 오니 제거를 위하여 3Al2O3 또는 2SiO2로 이루어진 멀라이트 소재에 Fe2O3 촉매가 혼합된 허니콤 구조를 구비하며, 일정 두께를 가지는 원판 형상인 적어도 하나 이상의 부재이다.

또한, 제3 필터블록(113)은 유해물질 중 휘발성 유기화합물 제거를 위하여 2MgO와 SiO2와 Al2O3로 이루어진 근청석 소재에 Pt 및 Pd 촉매가 혼합된 허니콤 구조를 구비하며, 일정 두께를 가지는 원판 형상인 적어도 하나 이상의 부재이다.

본 발명에서는 도 2(b)와 같이 제1 필터블록(111)이 두 개 배치되고 제2 필터블록(112) 및 제3 필터블록(113)이 한 개씩 배치된 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이러한 배치 구조 및 배치 갯수에 국한되는 것은 아니다.

예를들어 소각시키고자 하는 가연성 폐기물의 종류에 따라 다이옥신의 배출량이 많은 것은 제1 필터블록(111)의 갯수를 도시된 바와 같이 늘려 배치하거나, 불연소 오니의 배출량이 많은 것은 제2 필터블록(112)의 갯수를 늘려 배치하거나, 휘발성 유기화합물의 배출량이 많은 것은 제3 필터블록(113)의 갯수를 늘력 배치하는 등의 다양한 응용 및 변형 설계가 가능할 것이다.

한편, 제1 유닛(100)은, 로 본체(300)의 개방된 상면을 덮으며 안착 고정되는 캡(120)과 수용통(130)을 더 구비한 구조의 실시예를 적용할 수도 있을 것이다.

캡(120)은 로 본체(300)의 개방된 상면을 덮는 커버(121)와, 커버(121)의 가장자리를 따라 연장되어 로 본체(300)의 상부측 외주면과 마주보는 내주면을 가지는 연장통(122)을 포함할 수 있다.

수용통(130)은 도 2(a)와 같이 커버(121)의 천장면에 고정되는 상단부 가장자리와, 복수의 필터체(110)가 안착되는 바닥면을 가지는 것이다.

따라서, 연통(210)은 후술할 연통홀(150)을 통하여 커버(121)와 연결되는 것을 파악할 수 있다.

한편, 제1 유닛(100)은, 가연성 폐기물의 소각에 따른 연소가스가 필터체(110)들에 의하여 여과 제거되고 연통(210)측으로 배출될 수 있도록, 가스통과 슬롯(131)과 관리수단(140) 및 연통홀(150)을 더 구비할 수도 있을 것이다.

가스통과 슬롯(131)은 일정 두께를 가지는 원판 형상인 복수의 필터체(110)가 수용통(130)의 바닥면에 방사상으로 배치됨에 따라, 연소가스가 필터체(110)를 통과하도록, 필터체(110) 각각의 바닥면과 대응하는 위치에 관통되는 것이다.

관리수단(140)은 복수의 필터체(110)가 배치되는 위치에 각각 대응하여 커버(121)의 상면에 관통된 반원 형상의 교체 슬롯(141)과, 교체 슬롯(141)에 회동 가능하게 결합되어 교체 슬롯(141)을 개폐하는 점검교체 탭(142)을 포함하는 것이다.

연통홀(150)은 커버(121)의 중심에 관통되어 필터 수용통(130)의 내부 공간과 연통(210)을 연결하는 것이다.

여기서, 반원 형상인 교체 슬롯(141)의 직경은 필터체(110)들의 원활한 투입 설치 및 분리 교체를 위하여 필터체(110)들 각각의 직경보다는 크게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 제1 유닛(100)은, 점검교체 탭(142)의 상면에 형성되어 파지 가능한 회동 손잡이(143)를 더 구비함으로써, 필터체(110)들을 교체할 필요가 있을 경우 또는 수용통(130) 내부의 점검이 필요한 경우, 작업자가 파지하여 들어올려 점검교체 탭(142)을 개방하는데 편의를 제공할 수 있을 것이다.

또한, 제1 유닛(100)은, 가스통과 슬롯(131)의 가장자리 외측을 따라 수용통(130)의 바닥면으로부터 돌출 형성되며, 필터체(110) 각각의 외경보다 큰 내경을 가지며 필터체(110) 각각의 두께보다 작은 높이를 가지는 필터 안착벽(132)을 더 구비할 수도 있을 것이다.

한편, 제2 유닛(200)은, 열교환기(220)를 구성하는 것으로, 연통(210)의 외경보다 큰 내경을 가지며 연통(210)의 형성 방향을 따라 상하로 연통(210)의 외주면 일부를 수용하며 로 본체(300)의 상부측에 배치되는 열교환 본체(221)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 제2 유닛(200)은, 로 본체(300)의 일측에 배치되어 일정 시간동안 일정량의 공기를 취출하는 메인 블로어(230, main blower)와, 메인 블로어(230)의 취출구와 연결되어 열교환 본체(221)의 하부측 외주면과 연결되는 열교환 배관(240)과, 메인 블로어(230)의 취출구와 연결되어 로 본체(300)의 연소공간(301)과 연결되는 연소 배관(250)을 더 포함할 수도 있을 것이다.

이때, 메인 블로어(230) 대신에 작업자가 직접 수동 조작하여 공기를 주입할 수 있도록, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 풀무(290) 등과 같은 수동 에어공급 수단을 사용할 수도 있음은 물론이다.

한편, 제2 유닛(200)은, 도 3과 같이 열교환 배관(240) 및 연소 배관(250) 각각의 입구측과 메인 블로어(230)의 취출구를 연결하는 분배기(260)와, 분배기(260)에 내장되는 제1, 2 댐퍼(261, 262)와, 열교환 본체(221)와 연결되는 폐열회수 배관(270)을 더 구비할 수도 있음은 물론이다.

우선, 제1 댐퍼(261)는 분배기(260)에 내장되어 열교환 배관(240)의 입구측에 배치되고, 메인 블로어(230)로부터 열교환 배관(240)측으로 향하는 공기량을 조절할 수 있도록 마련된 것이다.

그리고, 제2 댐퍼(262)는 분배기(260)에 내장되어 연소 배관(250)의 입구측에 배치되고, 메인 블로어(230)로부터 연소 배관(250)측으로 향하는 공기량을 조절할 수 있도록 마련된 것이다.

또한, 폐열회수 배관(270)은 열교환 본체(221)의 상부측 외주면과 연결되어 메인 블로어(230)로부터 공급된 공기와 연통(210) 내부의 배기가스가 열교환하여 배출되는 열교환가스를 수요처로 공급하는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.

한편, 본 발명에 따르면, 연통(210)의 상단부에 연결되는 사이클론 집진기(280)와, 사이클론 집진기(280)와 연결되는 잔여분진 포집 백(bag)(281) 및 사이클론 집진기(280)의 배출측에 구비되어 배기가스를 강제 배출시키는 배출 블로어(이하 미도시)를 더 구비할 수도 있을 것이다.

사이클론 집진기(280)는 만일의 경우에라도 연통(210)을 통하여 배출되는 배기가스에 포함된 소량의 잔여 미세 분진을 포착하기 위한 것으로, 공지의 기술이므로, 그 내부 구조 및 자세한 작동 메카니즘에 관하여는 설명을 생략한다.

따라서, 잔여 미세 분진은 사이클론 집진기(280)와 연결된 잔여분진 포집 백(281)에 포집되고, 확실하게 정화된 배기가스는 대기중으로 배출되어지되, 배출 블로어가 장착된다면 대기중으로 강제 배출시킴으로써 기류 적체를 해소할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명은 가연성 폐기물을 장소에 구애받지 않고 간편하게 소각하여 정화된 배기가스로 배출하여 친환경적임은 물론, 폐열회수를 통한 생활온수나 난방 또는 농업 또는 제조공정의 에너지원 등으로 활용할 수 있도록 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...제1 유닛
110...필터체
111...제1 필터블록
112...제2 필터블록
113...제3 필터블록
120...캡
121...커버
122...연장통
130...수용통
131...가스통과 슬롯
132...필터 안착벽
140...관리수단
141...교체 슬롯
142...점검교체 탭
143...회동 손잡이
150...연통홀
200...제2 유닛
210...연통
220...열교환기
221...열교환 본체
230...메인 블로어
240...열교환 배관
250...연소 배관
260...분배기
261...제1 댐퍼
262...제2 댐퍼
270...폐열회수 배관
280...사이클론 집진기
281...잔여분진 포집 백
290...풀무
300...로 본체
301...연소공간
302...투입 슬롯
310...폐기물 출입용의 도어
320...출입 트레이
321...출입 손잡이
400...점검 사다리

Claims

가연성 폐기물이 투입되는 연소공간이 구비되는 로(爐) 본체;
상기 로 본체의 일측에 교체 및 탈착 가능하게 장착되고, 상기 연소공간에서 소각되는 상기 가연성 폐기물로부터 발생되는 연소가스에 포함된 다이옥신과 불연소 오니 및 휘발성 유기화합물을 포함한 유해물질을 여과하도록, 촉매를 담지(擔持)시켜 형성되는 적어도 하나 이상의 필터체가 내장된 제1 유닛; 및
상기 연소공간과 상기 제1 유닛을 통하여 연통되며 상기 연소가스가 상기 필터체를 통과하며 여과된 배기가스를 대기중으로 배출시키는 유로를 형성하는 연통과, 상기 연통 주위에 형성되어 상기 연통을 통하여 배출되는 상기 배기가스로부터 열을 회수하는 열교환기를 포함하는 제2 유닛을 포함하며,
상기 필터체는,
상기 유해물질 중 상기 다이옥신 제거를 위하여 3Al2O3 또는 2SiO2로 이루어진 멀라이트 소재에 TiO2 및 V2O3 촉매가 혼합된 허니콤 구조를 구비하며, 일정 두께를 가지는 원판 형상인 적어도 하나 이상의 제1 필터블록과,
상기 유해물질 중 상기 불연소 오니 제거를 위하여 3Al2O3 또는 2SiO2로 이루어진 멀라이트 소재에 Fe2O3 촉매가 혼합된 허니콤 구조를 구비하며, 일정 두께를 가지는 원판 형상인 적어도 하나 이상의 제2 필터블록과,
상기 유해물질 중 휘발성 유기화합물 제거를 위하여 2MgO와 SiO2와 Al2O3로 이루어진 근청석 소재에 Pt 및 Pd 촉매가 혼합된 허니콤 구조를 구비하며, 일정 두께를 가지는 원판 형상인 적어도 하나 이상의 제3 필터블록을 포함하고,
상기 제1 유닛은,
상기 로 본체의 개방된 상면을 덮는 커버와, 상기 커버의 가장자리를 따라 연장되어 상기 로 본체의 상부측 외주면과 마주보는 내주면을 가지는 연장통을 포함하는 캡과,
상기 커버의 천장면에 고정되는 상단부 가장자리와, 복수의 상기 필터체가 안착되는 바닥면을 가지는 수용통과,
일정 두께를 가지는 원판 형상인 복수의 상기 필터체가 상기 수용통의 바닥면에 방사상으로 배치됨에 따라, 상기 연소가스가 상기 필터체를 통과하도록, 상기 필터체 각각의 바닥면과 대응하는 위치에 관통되는 가스통과 슬롯과,
복수의 상기 필터체가 배치되는 위치에 각각 대응하여 상기 커버의 상면에 관통된 반원 형상의 교체 슬롯과, 상기 교체 슬롯에 회동 가능하게 결합되어 상기 교체 슬롯을 개폐하는 점검교체 탭을 포함하는 관리수단과,
상기 커버의 중심에 관통되어 상기 필터 수용통의 내부 공간과 상기 연통을 연결하는 연통홀과,
상기 점검교체 탭의 상면에 형성되어 파지 가능한 회동 손잡이와,
상기 가스통과 슬롯의 가장자리 외측을 따라 상기 수용통의 바닥면으로부터 돌출 형성되며, 상기 필터체 각각의 외경보다 큰 내경을 가지며 상기 필터체 각각의 두께보다 작은 높이를 가지는 필터 안착벽을 더 포함하며,
상기 연통은 상기 커버와 연결되고,
반원 형상인 상기 교체 슬롯의 직경은 상기 필터체들 각각의 직경보다는 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로.
청구항 1에 있어서,
상기 필터체는 상기 촉매가 혼합된 세라믹에 의하여 허니콤(honey comb) 구조를 가지는 블록 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로.
청구항 2에 있어서,
상기 촉매는, TiO2, V2O3, Fe2O3, Pt, Pd 중 적어도 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합이며,
상기 세라믹 필터는, 멀라이트(Mullite) 또는 근청석(Codierite) 중 적어도 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로.
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청구항 1에 있어서,
상기 제2 유닛은,
상기 열교환기를 구성하는 것으로, 상기 연통의 외경보다 큰 내경을 가지며 상기 연통의 형성 방향을 따라 상하로 상기 연통의 외주면 일부를 수용하며 상기 로 본체의 상부측에 배치되는 열교환 본체와,
상기 로 본체의 일측에 배치되어 일정 시간동안 일정량의 공기를 취출하는 메인 블로어(blower)와,
상기 메인 블로어의 취출구와 연결되어 상기 열교환 본체의 하부측 외주면과 연결되는 열교환 배관과,
상기 메인 블로어의 취출구와 연결되어 상기 로 본체의 상기 연소공간과 연결되는 연소 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 유닛은,
상기 열교환 배관 및 상기 연소 배관 각각의 입구측과 상기 메인 블로어의 취출구를 연결하는 분배기와,
상기 분배기에 내장되어 상기 열교환 배관의 입구측에 배치되고, 상기 메인 블로어로부터 상기 열교환 배관측으로 향하는 공기량을 조절 가능한 제1 댐퍼와,
상기 분배기에 내장되어 상기 연소 배관의 입구측에 배치되고, 상기 메인 블로어로부터 상기 연소 배관측으로 향하는 공기량을 조절 가능한 제2 댐퍼와,
상기 열교환 본체의 상부측 외주면과 연결되어 상기 메인 블로어로부터 공급된 공기와 상기 연통 내부의 배기가스가 열교환하여 배출되는 열교환가스를 수요처로 공급하는 폐열회수 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로.
청구항 1에 있어서,
상기 연통의 상단부에 연결되는 사이클론 집진기와,
상기 사이클론 집진기와 연결되는 잔여분진 포집 백(bag)과,
상기 사이클론 집진기의 배출측에 구비되어 상기 배기가스를 강제 배출시키는 배출 블로어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로.
청구항 1에 있어서,
상기 가연성 폐기물은 펠릿(pellet) 형태로 가공되어 상기 로 본체에 투입되고,
상기 가연성 폐기물을 5 내지 10mm의 폭 또는 길이를 가지도록 분쇄한 것을 회전시켜 상기 펠릿 형태로 가공하며, 상기 펠릿 형태로 가공한 것의 건조는, 상기 열교환기의 배출측과 연결된 폐열회수 배관으로부터 공급되는 폐열에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물 무공해 소각로.