KR200256297Y1

KR200256297Y1 - 산업용 폐기물을 주 연료로 하는 가연성 가스의 저온열분해 장치

Info

Publication number: KR200256297Y1
Application number: KR2020010022203U
Authority: KR
Inventors: 김영기
Original assignee: 주식회사 조양엔-텍
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2011-07-23

Abstract

본 고안은 각종 폐타이어나 산업용 폐기물들을 건류기본체에서 저온에서 열분해하여 산업폐기물이 가지고 있는 탄소성물질을 기체연료화 한 가연성가스를 지속적으로 발생시켜 그 가연성가스를 가연가스유도관을 통하여 연소실로 유도 시키므로서 그 가연성가스가 완전 연소되도록 하여 대기오염 물질이 전혀 배출되지 않도록 한 산업폐기물을 주 연료로 하는 가연성 가스 저온 열분해 기화장치에 관한 것이다.

따라서 본 고안은 본원 출원인의 선출원인 1998년 실용신안등록출원 제3895호에서 제안한 가연성 가스열분해장치에 있어서 건류기본체(2)의 내측 바닥면(2a)에서 일정간격을 유지하는 위치에서 다공판(20)을 고정시켜 바닥면(2a)과 다공판(20)사이의 공간부에 열분해용 공기실(22)이 형성되도록 하고 다공판(20)의 상부는 열분해 존(23) 부위가 형성되도록 하므로서 열분해 공기실(22)에서 열분해시 필요한 공기를 공급받아 다공판(20)상부의 열분해존(23)에서 열분해가 효율적으로 이루어지게 한 것이다.

Description

산업용 폐기물을 주 연료로 하는 가연성 가스의 저온 열분해 장치{LOW TEMPERATURE PYROLYSIS EVAPORATOR BY USNG COMBUSTIBLE GAS}

본 고안은 산업용 폐기물을 주 연료로 하는 가연성 가스의 저온 열분해 기화장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 각종 폐타이어나 산업용 폐기물들을 저온에서 열분해하여 산업폐기물이 가지고 있는 탄소성물질을 기체 연료화한 가연성 가스를 지속적으로 발생시키고, 그 가연성 가스를 가연가스유도관을 통하여 연소실로 유도 시키므로써 연소실의 버너로 가연성가스를 완전 연소시켜 열원을 필요로 하는 각종 보일러나 건조기, 난방 온수기, 열풍기등에 공급하고, 이들 폐기물의 열분해시 와 가연성 가스의 연소시 완전연소 되도록 하여 대기오염 물질이 전혀 배출되지 않도록 한 산업용 폐기물을 주 연료로 하는 가연성 가스 저온 열분해 기화장치에 관한 것이다.

우리 나라의 산업현장에서 발생되는 가연성 산업용 폐기물은 매년 상당량 증가되고 있는 실정이고, 또한 그 처리문제가 심각하게 대두되고 있다.

즉, 대부분의 가연성 폐기물들은 현장에 적재하여 두거나 전문처리업체에 용역을 맡기고 있는바, 이러한 산업용 폐기물을 재활용하기 위한 여러 가지 방법이 오래 전부터 연구되고 있다.

따라서 국내 공개 특허공보(공개번호 : 93-10440)에 '폐기물의 건류가스화 소각 처리장치' 가 알려진 바 있는데 이는 폐기물을 감량화 하기 위한 소각설비의 일종으로 폐기물의 일부를 소각시키면서 그 열을 이동하여 가스화로의 상층부의 일부를 건류가스화하여 소각시키도록 한 것이었다.

상기한 폐기물의 건류가스화 소각처리장치는 폐타이어 등의 산업폐기물을 소각 작업할 때 대기오염물질을 방출시키지 아니 하면서 소각시 발생되는 일부의 열을 산업용으로 활용할 수 있는 잇점을 가지고 있었으나 그 산업폐기물을 전량 연료로 활용할 수 없어 경제적으로 크나큰 이익을 얻을 수 없다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 개발된 것으로서, 본 고안의 가연성 가스 저온 열분해기화 장치는 각종 자동차 등에서 주기적으로 발생되는 폐타이어와 산업현장에서 발생되는 산업용 폐기물들을 저온 열분해시켜 폐기물이 가지고있는 탄소성물질에서 연소가 잘되는 다량의 가연성 가스를 지속적으로 발생시킬 수 있으며, 양질의 가연성 가스를 가연가스유도관을 통하여 연소실로 유도한 다음 버너로 완전 연소시키므로서 열원을 필요로 하는 각종 보일러나 건조기, 난방 온수기, 열풍기 등에 지속적으로 공급하여 각종 산업설비의 에너지원으로 활용할 수가 있으며, 또한 폐기물의 열분해시 폐기물이 완전 연소되어 대기오염 물질이 전혀 배출하지 않도록 한 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본원 출원인은 본 출원인의 선출원인 1998년 실용신안등록출원 제3895호에서 가연성 가스 열 분해기화 장치를 제안한 바 있는데 이를 도 1에 의하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기한 종래 고안의 가연성 가스 열 분해기화장치(1)는 각종 폐타이어나 산업용 폐기물을 투입하기 위한 뚜껑(4)을 구비하는 건류본체기(2)와; 상기한 건류기본체(2)의 외주연을 감싸도록 일정한 두께와 폭을 갖도록 설치되는 냉각수자켓(3)과; 상기한 냉각수자켓(3)의 상단에 설치되어서 급수관(6)으로 냉각수를 지속적으로 공급하는 급수탱크(5)와; 상기한 냉각수자켓(3)의 상단에 설치되어서 물의 팽창시 완충역할을 하는 완충용 챔버(7)와; 상기한 건류기본체(2)의 하단에 설치되어서 건류기본체(2)에 공급된 폐타이어나 산업용 폐기물에 점화시키거나 청소구 역할을 겸하는 점화청소구(8) 및 ; 상기한 건류기본체(2)의 외주연에 설치되어서 가연성 가스 열분해 기화장치(1)의 전체적인 운전을 제어하는 콘트롤판넬(9)과 ; 상기한 건류기본체(2)의 하단에 설치되어서 건류기본체(2)의 내부로 열분해용 공기를 공급하는 송풍기(10)와 ; 상기한 건류기본체(2)의 하단 및 중단 내부에 설치되어서 가연성 가스를 후술하는 연소실(13)쪽으로 유도하는 가연가스유도관(11)과 ; 상기한 가연가스유도관(11)의 관로상에 설치되어서 가연가스유도관(11)으로 이송되는 가연성 가스를 연소실(13)에서 완전 연소시키는 버너(12)와 ; 상기한 버너(12)의 선단에 설치되는 연소실(13)들로 구성되어 있다.

상기한 건류기본체(2)는 폐타이어나 산업용 폐기물을 1회 필요로 하는 량만큼 예컨대, 1일 가동시간(8시간∼24시간)동안에 필요로 하는 열량을 환산한 폐타이어 만큼 투입하고서 상단부에 뚜껑(4)을 밀폐시키고난 다음, 하단의 점화청소구(8)에 점화시키면 되고, 폐타이어나 산업용 폐기물들은 예정된 가동시간 동안 일정한 열분해 속도로 지속적으로 열분해 및 기화되면서 가연성 가스를 지속적으로 발생시키게 되며, 가연성가스유도관(11)을 통하여 가연성 가스 연료를 가스버너(12)로 이송되어 연소실(13)에서 고온으로 완전연소가 이루어지며 여기에서 얻은 열을 각종 산업설비의 기름 대신에 열원으로 사용한다.

상기한 연소실(13)은 온수와 급탕을 필요로 하는 보일러일 수도 있고, 온풍을 필요로 하는 건조기일 수도 있으며, 기타 난방 온수기, 열풍기 등을 연결하여서 필요로 하는 에너지를 지속적으로 얻을 수가 있다.

상기한 건류기본체(2)의 외주연에 설치되는 냉각수자켓(3)은 건류기본체(2)에서 각종 폐타이어와 산업용 폐기물들을 열분해 및 기화시켜서 가연성 가스를 생산할 때 이들로부터 발생되는 열에 의한 건류기본체(2)를 보호하면서 발생 열에 의하여 냉각수를 가열시켜서 온수를 필요로 하는 곳에 사용할 수 있으며; 냉각수 가열시 발생되는 냉각수 팽창은 완충용 챔버(7)에 의하여 완충시켜서 전체적인 장치를 보호하도록 되어있다.

그리고 상기한 점화청소구(8)는 상기한 건류기본체(2)에 공급된 폐타이어나 산업용 폐기물에 점화시킬 때 상기한 점화청소구(8)를 열어서 점화시킨 뒤 밀폐시키면 되고, 폐타이어나 산업용 폐기물이 완전히 열분해되어 가연성 가스로 모두 기화되면 상기한 점화청소구(8)를 열어서 미량의 잔여 재를 청소할 수 있는 구조로되어 있다.

그러나 상기한 본 출원인의 선원고안은 폐타이어 등을 건류기본체(2)내에 투입하게 되면, 그 산업폐기물이 건류기본체(2)의 바닥면부터 쌓이게 되어 건류기본체(2) 내부로 열분해용 공기를 송풍기(10)로 공급할 때 바닥면에 위치된 산업폐기물로 인하여 송풍 방해가 일어나게 되고 또한, 열분해를 위한 열분해존이 별도로 형성되지 아니 하므로 인하여 열효율이 저하되는 문제점을 가지고 있다.

도 1은 종래의 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2에서 열료가스 유도관(11) 상하 2개소.

도 3에서 열료가스 유도관(11) 상하 2개소.

도 4에서 열료가스 유도관(11) 상하 2개소.

도 5에서 공기실이 경사면에 형성되어 있으며, 다공판(20)은 경사면에 일정공간을 두고 부착되어 있다.

도 6는 본 고안의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 7는 본 고안의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

1 : 가연성 가스 열분해 기화장치 2 : 건류기본체

3 : 냉각수자켓 4 : 뚜껑

5 : 급수탱크 6 : 급수관

7 : 완충용 챔버 10 : 송풍기

11 : 가연성가스유도관 12 : 버너

13 : 연소실 2a : 건류기본체의 바닥면

20 : 다공판 21 : 작은구멍

22 : 열분해용 공기실 23 : 열분해존

도 1은 본원 출원인이 선 등록 받은 선원고안의 도면이고, 도 2,3,4,5,6,7은 본 고안의 설치상태를 실시예로 나타낸 단면도이다.

그리고 도 2,3,4,5,6,7에서 도 1에 나타난 부분과 동일한 기능을 가진 부품에 대하여는 동일한 부호로 표시하였다.

따라서, 본 고안에 있어서도 도 1에 나타난 바와 같이 가연성 가스 열분해 기화장치(1)는 각종 폐타이어나 산업용 폐기물을 투입하기 위한 건류기본체(2)와, 상기한 건류기본체의 외부연을 감싸도록 일정한 두께와 폭을 갖도록 설치되는 냉각수자켓(3)과, 상기한 냉각수자켓의 상단에 설치되어서 급수관으로 냉각수를 지속적으로 공급하는 급수탱크(5)와, 상기한 냉각수자켓의 상단에 설치되어서 물의 팽창시 완충역할을 하는 완충용 챔버(7)와, 상기한 건류기본체의 하단에 설치되어서 건류기본체에 공급된 폐타이어나 산업용 폐기물에 점화시키거나 청소구 역할을 겸하는 점화청소구(8) 및 , 상기한 건류기본체의 외주연에 설치되어서 가연성 가스 열분해 기화장치의 전체적인 운전을 제어하는 콘트롤판넬(9)과, 상기한 건류기본체의 하단에 설치되어 건류기본체의 내부로 연소공기를 공급하는 송풍기(10)와, 상기한 건류기 본체의 하단 및 중단내부에 설치되어 가연성 가스를 연소실 쪽으로 유도하는 가연가스유도관(11)과, 상기한 가연가스유도관의 관로상에 설치되어 가연가스유도관으로 이송되는 가연성 가스를 연소실에서 완전 연소시키는 버너(12)와, 상기한 버너의 선단에 설치되어 연소실(13)이 각각 형성되어 있다.

상기한 건류기본체(2)의 내측바닥면(2a)에서 일정간격을 유지하는 위치에서 다공판(20)을 고정시켜 바닥면(2a)과 다공판(20)사이의 공간부에 열분해용 공기실(22)이 형성되도록 하고 다공판(20)의 상부는 열분해존(23) 부위가 형성되도록 한다.

도 2,3,4,5,6,7에서는 상기의 다공판(20)을 설치한 상태를 도시한 것으로서 도 2의 실시예에서는 평면상의 다공판을 어느 곳에서나 동일한 높이로 고정시킨 것이고, 도 3의 실시예에서는 구(球)형상의 상단부를 자른 호 형상으로 형성된 것이며, 도 4의 실시예에서는 일측부의 다공판과 타측부의 다공판이 어느 정도의 간격을 유지하면서 각각 고정된 상태로 설치된 것을 예시한 것이다.

도 5의 실시예에서는 건류기본체 하부를 경사지게 하여 경사부에 다공판을 고정시켜서 열분해용 공기실을 형성하도록 한 것이며,

도 6의 실시에에서는 건류기 본체 하부를 경사지게 하고 하부 중심부에 구형상의 상단부를 자른 호 형상으로 형성된 열분해용 공기실을 형성하도록 한 것이며,

도 7의 실시예에서는 건류기 본체 하부측면에 열분해 공기실 및 다공판으로 형성되도록 한 것을 예시한 것이다.

이상의 도 2,3,4,5,6,7 이외에도 설치장소, 열분해능력, 가동시간, 잔재처리방법 등에 따라 열분해실 및 공기실을 여러 가지 형태로 설계될 수 있으나 근본적인 것은 폐타이어를 직접 태우지 않고 저온으로 가열하여 폐타이어를 용융 시키면서(물리적 변화로서 용융되며, 화학적 변화로서 분자 결합의 파괴를 이르키면서 유기성 물질이 가스로 기화됨)폐타이어가 가지고 있는 탄소성 물질을 고급 기체 연료로 만들어 대체 연료로 사용되도록 고안된 것이 특징이다.

또한 본 고안은 상기한 실시예에서만 한정되는 것은 아니고 일정간격으로 작은 구멍(21)이 뚫린 다공판(20)이 건류기본체(2)의 내측 바닥면과 적정위치를 유지하면서 고정되는 구조이면 본 고안의 효과를 만족시킬 수 있다.

상기한 본 고안에서 가연성 가스 열분해장치(1)의 운용에 앞서 사용자는 미리 콘트롤판넬(9)과 송풍기(10)의 공기 송풍량을 조절하여서 공기량, 온도 등 전체적인 장치의 운전모드를 제어하여서 가연성 가스가 지속적으로 발생하는 최적의 상태로 유지케 한 다음 건류기본체(2)의 뚜껑(4)을 열고 각종 폐타이어나 산업용 폐기물을 투입한 다음, 상단의 뚜껑(4)을 닫고 건류기본체(2)의 하단 점화청소구(8)을 통하여 폐기물에 점화시킨다.

그러면 상기한 건류기본체(2)의 내부에는 폐타이어나 산업용 폐기물을 1회 필요로 하는 량만큼 예컨대, 1일 가동시간(8시간 ∼ 24시간)동안에 필요로 하는 열량을 환산한 폐타이어량 만큼 투입하고서 상단부의 뚜껑(4)을 밀폐시킨 상태이므로건류기본체(2) 내부의 폐타이어나 산업용 폐기물들은 건류기본체(2) 내측 바닥면(2a) 과 다공판(20)사5이의 열분해용 공기실(22)에서 열분해시에 필요한 공기를 공급받아 다공판(20) 상부의 예정된 시간동안 일정한 열분해 속도로 지속적으로 열분해가 이루어지면서 지속적으로 발생된 가연성 가스는 가연가스유도관(11)을 통하여 연소실(13)쪽으로 지속적으로 공급되게 된다.

이때 건류기 본체(2)는 내부의 열분해 열에 의하여 가열되고 건류기본체(2)의 외주연 냉각수 자켓(3)에 저장된 냉각수는 급수관(6)을 통하여 급수탱크(5)에서 공급되며 건류기 본체(2)의 내부열의 열전도에 의하여 가열되어서 냉각수가 온도 상승되며 사용자는 온수를 사용할 수 있게 되며, 냉각수의 팽창시 완충용 챔버(7)에 의하여 완충역할을 수행하게 된다.

상기와 같이 열분해죤(23)에서 지속적으로 발생되는 가연성 가스는 가연성가스유도관(11)을 통하여 가스버너(12)로 유도되어 연소실(13)에서 고온 완전연소가 이루어지므로서 대기오염물질을 전연 배출시키지 않으며 여기서 발생되는 열을 각종 산업설비의 에너지원으로 사용하도록한 폐타이어을 이용한 대체에너지 설비이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 산업폐기물인 폐타이어를 건류기본체(2) 하부의 열분해죤(23)에서 예정된 시간동안 일정한 속도로 지속적으로 열분해 시켜서 메탄이나 프로판 연료 등과 같은 고급기체 연료와 같은 양질의 가연성가스 연료를 만들어서 동 가스연료를 가연성가스유도관(11)을 통하여 가스버너(12)로 유도하여 연소실(13)에서 고온으로 완전 연소를 시켜 얻는 열을 열원을 필요로하는 산업설비 즉 각종 보일러, 건조기 난방용 열풍기, 용해로 등에 기름 연료 대신에 대체연료로 사용하도록 고안된 대체 에너지 설비이며 따라서 폐타이어를 직접 태우지 않고, 저온 열분해 공정을 통하여 양질의 가연성 가스 연료를 만들어 대체 연료로 사용하기 때문에 대기 오염물질을 전연 배출시키지 않으며 에너지 자원이 없는 우리 나라에서 무상으로 대체 에너지를 얻으므로서 제품의 원가절감 등에 획기적인 효과를 가져오는 대체에너지 설비이다.

Claims

각종 폐타이어나 산업용 폐기물을 투입하고, 상단에 뚜껑(4)을 구비하는 건류기본체(2) ;

상기 건류기본체의 외주연을 감싸도록 일정한 두께와 폭을 갖도록 설치되는 냉각수자켓(3) ;

상기 냉각수자켓의 상단에 설치되어서 급수관(6)으로 냉각수를 공급하는 급수탱크(5) ;

상기 냉각수자켓의 상단에 설치되어서 물의 팽창시 완충역할을 하는 완충용챔버(7) ;

상기 건류기본체의 하단에 설치되어서 건류기본체의 내부로 열분해용 공기를 공급하는 송풍기(10) ;

상기 건류기본체의 하단 및 중단 내부에 설치되어서 가연성가스를 연소실(13)쪽으로 유도하는 가연성가스유도관(11)의 구성을 가진 가연성 가스 열분해 장치에 있어서,

건류기본체(2)의 바닥면(2a)과 일정간격을 유지하는 위치에서 작은구멍(21)들이 뚫린 다공판(20)을 고정시켜 바닥면(2a)과 다공판(20)사이의 공간부에 열분해용 공기실(22)이 형성되고 다공판(20)의 상부는 열분해존(23) 부위가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐타이어를 저온 열분해 하여 양질의 가연성가스 연료를 만들어 내는 가연성가스 저온 열 분해장치.
제 1항에 있어서 다공판(20)은 구(球)형상의 상부를 절단한 호형의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐타이어를 저온 열분해 하여 가연성 가스연료를 만드는 저온 열분해 장치.
제 1항에 있어서 다공판(20)에 뚫어지는 작은 구멍(21)들은 일정간격을 유지케하여 열분해용 공기실(22)의공기가 일정하게 열분해존(23) 부위로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 산업폐기물인 폐타이어를 열분해 하여 가연성가스 연료를 만드는 저온 열분해 장치.