신기술 소각보일러 영빈 Inb 2006. 9. 30. 대표 우 상 조

신기술 소각보일러 설치필요성 생활양식의 복잡 다양화로 인하여 발생되는 폐기물의 조성도 다양화. 산업발전의 가속화, 다양한 문화생활로 감량화 추진에도 불구하고 발생량은 계속 증가추세. 현실적으로 감량화 시책에 부응하는 가장 바람직한 방법은 발생되는 폐기물의 자원화. 그중 가연성 폐기물은 석유자원의 훌륭한 대체 에너지원. 증기 또는 온수를 필요로 하는 모든 생산 공정에 소각 보일러를 설치하여 폐기물을 연소하여 그 열원으로 증기 또는 온수를 발생시킴 폐기물을 소각로에 투입 함으로서 막대한 연료비의 손실을 줄이고 제조원가를 절감 폐기물의 매립 등으로 인한 2차 환경오염도 저감 시킬수 있는 가장 바람직한 대안이라 판단됨.

폐기자원의 재활용 필요성 - 자원의 한계 - 대량 생산․소비의 경제사회 시스템은 다량의 폐기물 배출을 전제로 함.      대량 생산․소비의 경제사회 시스템은 다량의 폐기물 배출을 전제로 함.  우리들이 대량 소비하는 용품들은 대부분이 천연자원을 이용한 것들로, 종국적으로 는 폐기물이 된다. 선진 산업국가에서 한 사람이 1년에 소비하는 천연자원의 양은 45-85톤에 이를 정도로 막대하다. 하지만 표에서 보는 바와 같이 석탄을 제외한 주 요 지하자원의 가체기한이 한 두 세대에 지나지 않기 때문에 미래 세대에 대한 영속 적 번영을 위해서는 廢棄資源의 유효이용이 특별히 강조되는 시점임. 표  세계 주요 지하자원의 가체기한   구  분  석유  천연가스  석탄 우라늄   철  동   납  아연  가체기한 / 년 2040    2058  2224  2067  2060  2028  2017  2015                       21세기 초반에 공업생산이 절정에 달하면서 천연자원의 부존량은 급격히 감소하며, 인구․식량․환 경오염은 21세기 중반에 절정에 달한 후 감소할것으로 예상된다. 이를 극복하여 지속가능한 개발 을 달성하는 방안의 하나는 천연자원의 사용을 극력 억제하면서 이를 폐기물의 자원화에 의해서 보충해 주는 사회의 기반조성일것임.             

발명의 목적 폐 플라스틱류를 가공 처리한 고형연료나 가연성 폐기물을 원료로 환경오염 없이 각종 시설 및 설비용 증기를 생성하기 위한 소각보일러 장치 및 그 시스템을 제공하는 데 있으며 근래에는 소각보일러 설치업체의 증가와 상용 자원인 폐 섬유의 부족현상으로 운영상 애로가 많은점을 고려하여 적은양의 폐기물로 보다 높은 효율을 얻을 수 있고 다양한 폐기물을 완전 연소할 수 있는 소각 보일러 시스템을 제공하고자 하는것임.

발명의 특징 소각보일러 장치는 내부에 원통상의 관통형 연소룸(11)구조 연소룸 둘레를 감싸는 구조로 원통형 수조임 수조내부를 따라 길이방향으로 복수의 열교환용 연통파이프(14)를 설치 제1,2연통부(12.13)를 형성시킨 보일러몸통부(10)와, 수평격벽(31)에 의해 상측공간부(32)와 하측공간부(34)로 구획됨 상측공간부에는 가스출구(33) 하측공간부에는 재받이구(35)로 구성로 구성 보일러몸통부 후방 설치용 보일러테일부(30)와, 상기 보일러몸통부 내의 제1,2연통부를 청소하기 위한 도어(21)와 투입퓨셔 및 배출퓨셔 삽입홈(23,24)으로 구성 상기 제1,2연통부(12,13)를 연결하는 통합공간부(22)의 보일러헤드부(20)와, 상기 투입퓨셔 및 배출퓨셔 삽입홈(23,24)을 통하여 상기 연소룸(11)내로 원료를 투입함 연소룸 내의 소각된 재를 재받이구(35)로 밀어내기 위한 투입퓨셔 및 배출퓨셔(26,27)를 포함하는 것을 특징으로 함.

도면설명 도면의 간단한 설명 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 도면 1는 본 발명의 소각보일러 장치의 측단면도이다. 도면 2은 본 발명의 소각보일러 장치의 정면도이다. 도면 3는 본 발명의 소각보일러 몸통부의 전방 단면도이다. 도면 4는 본 발명의 소각보일러를 이용한 환경오염 방지 소각보일러 시스템의 계통도이다. 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 10 : 보일러 몸통부  11 : 연소룸  12 : 제1연통부   13 : 제2연통부 14 : 연통파이프   15 : 서포터 16 : 워터공급노즐   17 : 메인노즐즐 20 : 보일러헤드부  21 : 도어   22 : 통합공간부   23 : 투입퓨tu삽입홈 24 : 배출퓨셔삽입홈   25 : 원료투입호퍼   26 : 투입퓨셔    27 : 배출퓨셔   30 : 보일러테일부   31 : 수평격벽 32 : 상측공간부    33 : 가스출구   34 : 하측공간부   35 : 재받이구    100 : 소각보일러   110 : 사이클론 120 : 세미 드라이 스크러버  130 : 백필터   140 : 유인송풍기   150 : 연돌

도면 #1 배출가스 17 16 18 22 14 30 20 고형연료 32 25 26 31 송풍팬 34 35 27 11 15 재

도면 #2 17 33 20 10 21 21 23 24 15

도면 #3 33 13 14 11 12 14 15

도면 #4 150 110 130 100 120 140

소각보일러의 설치사례

소각보일러의 가동사례

신기술 소각보일러의 구성(I) 소각보일러 장치는 내부에 원통상의 관통형 연소룸을 마련 연소룸 둘레를 감싸는 구조로 원통형 수조 수조내부를 따라 길이방향으로 복수의 열교환용 연통파이프를 설치 제1,2연통부를 형성시킨 몸통부와, 수평격벽에 의해 상/하측공간부로 구획 상측공간부에는 가스출구가 마련되고 하측공간부에는 재받이구가 마련 후방 설치용 보일러테일부와, 몸통부 내의 제1,2연통부를 청소하기 위한 도어와 원료 투입퓨서 및 재 배출퓨셔 삽입용 삽입홈부로 형성 제1,2 연통부를 연결하는 통합공간부를 가지는 보일러헤드부와, 상기 삽입홈부를 통하여 상기 연소룸내로 원료를 투입 연소룸 내의 소각된 재를 재받이구로 밀어내기 위한 원료 투입퓨셔 및 재 배출퓨셔를 포함 특징

신기술 소각보일러의 구성(II) 소각보일러 시스템 소각보일러 장치 상기 소각보일러 장치에서 생성된 고온의 배출가스를 원심분리하여 입자상의 오염물질을 침강 제거하는 사이클론 상기 사이클론을 통과한 고온의 배출가스에 반응제를 투입하여 고체상의 무기염을 생성시키는 것으로 유기특성 물질 제거하는 세미 드라이 스크러버 상기 세미 드라이 스크러버를 통과한 배출가스를 고온용 여과포를 통과시켜 미세분진을 제거하는 여과집진 기능의 백필터 및 상기 백필터를 거친 배출가스를 연돌을 통해 대기중으로 방출시키기 위한 유인송풍기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

신기술 소각보일러의 구성(III) 보일러헤드부구성 구성 보일러 헤드부(20) 보일러몸통부(10) 보일러테일부(30) 보일러몸통부 제1,2연통부를 청소하기 위한 도어(21)를 마련 도어에 의해서 통합공간부(22)가 형성 중간부에는 투입 및 배출 퓨셔삽입홈(23,24)를 마련 원료 투입용 투입퓨셔(26)와 재 배출용 배출퓨셔(27)를 구성 원료 투입퓨셔(26)의 상부에는 원료투입호퍼(25)를 설치 투입퓨셔삽입홈(23)을 통하여 연소룸(11)내로 이동하게 구성

보일러몸통부구성 신기술 소각보일러의 구성 (IV) 원통형상으로 제작 하부에 서포터(15)를 마련 원통형 몸체의 중앙 하측에는 연소룸(11) 설치 연소룸(11)과 보일러몸체 사이에 원통형 수조로된 공간부 형성 연소룸(11)은 파형형태의 모리스패턴으로 제작 충입될 수위를 초과하지 않게 열교환용 연통파이프(14)설치 내부 상측 공간부에는 연통파이프(14)들이 노출되지 않게 설치 연통파이프(14)들은 상부와 하부로 제1,2연통부(12,13) 형성 상부에는 워터공급노즐(16)과 메인노즐(17)이 마련 압력계설치용 노즐, 보조노즐, 안전밸브노즐 등이 부가적 설치. 보일러몸통부구성

보일러테일부구성 신기술 소각보일러의 구성 (IV) 보일러몸통부(10)의 후방에 부착 설치 상측공간부(32)와 하측공간부(34)가 밀폐된 상태로 구획 상측공간부 가스출구(33)를 마련 보일러몸통부 후방의 제2연통부(13)와 접하도록 구성 하측공간부 재받이구(35)를 마련 보일러몸통부의 제1연통부(12)와 접하도록 구성 후방에는 송풍구를 마련한다. 보일러테일부구성

장치의 작용 신기술 소각보일러의 구성 (V) 증기발생용 물을 워터공급노즐(16)을 통하여 충입 고형연료제품(RPF) 또는 가연성 폐기물을 원료투입호퍼(25)에 적치 후단에 설치된 유압 또는 공압 실린더를 작동 투입퓨셔(26)는 고형원료를 보일러몸통부(10)내의 연소룸(11) 중앙부로 이송시켜 연소 원통형성의 연소룸(11)내 연소에 의해 생성된 열은 바깥쪽 물을 직접 가열 연소룸(11)은 원통형상의 주름관 형태로 제작되어 보일러 열 전달 효율이 높다. 연소된 고형원료의 재는 소각원료가 투입될 때 투입퓨셔의 하단에 설치된 배출퓨셔(27)도 같이 작동 재는 하측공간부(34)로 이송 2차연소에 의해 소각된 재는 재받이구(35)를 통해 외부로 배출 장치의 작용

신기술 소각보일러 내의 유체흐름(I) 연소룸(11)에서 RPF등의 고형원료가 연소될 때 생성되는 고온의 배기가스는 보일러테일부(30)의 하측공간부(34)에 형성된 2차연소실로 이동 내부에서 연소룸(11)둘레 주변에 집속 배치된 다수의 연통파이프(14)를 거쳐서 보일러헤드부(20)가 이루는 통합공간부(22)로 이송 즉, 2차연소실의 가스는 연소룸(11)높이 정도로 연통파이프(14)가 집속 배치된 다수의 연통파이프(14)를 거쳐서 보일러헤드부(20)가 이루는 통합공간부(22)로 이송 배기가스의 원활한 이송을 위해 송풍팬을 작동 고온의 배기가스는 제1연통부(12)를 통과하면서 보일러몸통부(10)내의 물과 열교환을 수행하여 물의 온도를 상승시키는 2차가열을 수행

신기술 소각보일러내의 유체흐름(II) 통합공간부(22)내의 배기가스는 다시 다수의 집속 연통파이프(14)가 이루는 제2연통부(13)를 통하여 보일러테일부(30)의 상측공간부(32)를 거쳐 가스출구(33)로 배출. 보일러몸통부(10)내의 물속에 잠겨져 있는 연통파이프 그룹의 제2연통부(13)를 지나면서 고온의 배기가스열과 물사이의 3차 열교환이 이루어져 보일러 수조내 물이 가열. 보일러몸통부내의 물이 가열되어 증기가 발생되면, 이 증기는 메인노즐(17)을 통하여 산업시설이나 난방장치로 공급 보일러테일부(30)의 수평격벽(31)은 상측공간부(32)와 하측공간부(34)를 구분함으로써 연소룸(11)에서 생성된 배기가스의 이동통로를 구획

공정별 소개 (I) 사이클론 세미 드라이 스크러버 소각보일러(100)에서 생성된 폐 배출가스는 원심력집진시설인 사이클론(110)으로 이송 ※ 접선유입방식의 더블 사이클론(DOUBLE CYCLONE)을 사용 원심력에 의하여 분진(Dust, Ash, Mist 등)의 입자상의 오염물질 침강 제거 사이클론을 통과한 배출가스는 준건식 세정설비인 세미 드라이 스크러버(120)로 이송 세미 드라이 스크러버 준건식 세정기의 상단에 설치된 압력 노즐에서 분무된 반응제와 병류 접촉 오염물질이 반응제와 반응하여 고체상의 무기염 생성 폐수 발생 없음 SOx, HCl등 산성가스와 다이옥신, 퓨란 등의 유기특성 물질의 높은 제거효율 세미드라이 스크러버를 통과한 가스는 백필터(130)로 이송

공정별 소개 (II) 백필터 유인송풍기 내부에서 고온용 특수 여과포가 1ų이하의 미세한 분진도 제거가 가능하도록 설계 ※ 여과포에 많이 부착될수록 제진 효율은 향상되나, 제진 장치의 수명은 짧아짐 소각로 내부의 압력이 높아지게 되므로 별도의 분진제거장치로서 분진을 털어냄 포집된 분진은 별도의 분진함에 자동으로 모여져 별도 위탁처리 백필터를 거친 배출가스는 유인송풍기(140)에 의해 연돌(150)을 거쳐 대기중으로 배출 유인송풍기 소각시설의 가동시 관로내 일정한 압력을 유지시켜주는 장치 열교환기 관로상에서 와류를 일으켜 재처리함(Ash Chamber)내에서 잘 포집 되도록 관성력 제공 폐기물에 의한 발생 오염물질이 정화된 후 대기 중으로 배출토록 하여주는 유도하는 기능

소각 보일러의 기술적 요소 소각 보일러의 일체형화 기존 소각 보일러는 소각로와 보일러를 별도로 설치하여 소각로의 열원을 보일러로 보내 증기를 발생시키는 구조임 소각로로서 요구되는 폐기물 관리법상의 설치기준과 열사용 기자재 검사대상 기기로서의 기능을 갖추는데 한계가 있음 효율이 떨어지는 점을 보완하고 효율적인 관리를 위해 소각 보일러를 일체형으로 제작하여  간접 가열 방식에서 직접 가열방식으로 전환 함으로서 고효율의 소각보일러 시스템을 가능하게함

신기술 소각보일러가 이루고자 하는 기술적 과제 신기술 소각보일러 발명의 목적은 폐플라스틱류를 가공 처리한 고형연료나 가연성 폐기물을 원료로하여 환경오염물질의 배출을 억제시키면서 각종 시설 및 설비용 증기를 효율적으로 값싸게 생성시킬 수 있는 소각보일러 장치 및 그 시스템을 제공하는 데 있음. 부가적 목적은 환경오염의 주 요인이 되는 폐플라스틱 및 기타 가연성 폐기물의 재활용을 가능하게 하는 소각보일러 장치 및 그 시스템을 제공하는데 있음. 본 발명의 또 다른 목적은 저 칼로리의 RPF 또는 가연성 폐기물을 이용하는 것을 가능하게 하는 고효율의 증기 소각보일러 장치 및 그 시스템을 제공하는 데 있음.

신기술 소각보일러의 특징 및 기존기술의 차이점 소개 폐 플라스틱류를 가공처리한 고형연료제품이나 가연성 폐기물을 원료로 하여 환경오염 없이 각종 시설 및 설비에 사용될 증기를 생성시킬 수 있는 고효율 소각보일러 장치 및 그 시스템에 관한 것 재활용이 어려운 혼합 및 복합재질 폐플라스틱을 고형의 연료제품으로 재생 대기오염방지시설이 갖추어진 발전소, 대형 산업용보일러 등에서 대체 보조연료로 사용 폐플라스틱 고형연료제품(RPF : Refused Plastic Fuel)은 폐플라스틱이 60% 이상 함유 가연성 폐기물을 고체상태의 연료를 제조한 제품으로서 그 발열량은 유연탄 수준 폐플라스틱을 이용한 고형의 연료제품은 초대형 산업시설이나 설비에만 제한적 사용 고형연료제품의 소비 촉진을 위해 일반 중, 소규모의 산업용 시설에서 적용 현재 사용되는 소각보일러는 소각시 발생되는 다이옥신의 감소에 초점 기존소각보일러는 소각로에서 발생된 열이 보일러부로 이동되는 과정중 열손실이 많아 효율이60%이하로 떨어지는 단점이 있으나 현재의 발명 소각보일러는 노통안에서 직접 연소가 이루어 지게하여 손실열을 없앤 결과 80-90%의 효율을 가능케 한것임.

신기술 소각보일러 효과 에너지 효율의 극대화 비교적 칼로리가 낮은 RPF 또는 가연성 폐기물의 이용 가능 각종 중소규모 산업시설 및 설비에 사용될 증기를 저비용으로 생성 환경오염의 주 요인이 되는 폐플라스틱 및 기타 가연성 폐기물의 재활용 가능 폐플라스틱류를 가공 처리한 고형연료나 가연성 폐기물을 원료로 하여 환경오염물질의 배출 최소화

소각보일러의 유지및 관리 소각 보일러 사이클론 세미드라이 스크레버 -연관 청소 :연관청소는 주기적으로 하도록하여 보일러 효율을 최대화하로록 하고 스케일의 경화를 미연에 방지하여 튜브의 손상을 최대한 방지. -에어노즐의 주기적인 청소 :연소실내의 에어노즐은 시간이 경과됨에 따라 스케일이 발생되므로 최상의 연소조건을 위해 주기적으로 청소. -폐기물의 투입 :폐기물은 지정된 폐기물을 투입하되 적정 온도를 유지해야 하며 수분이 많은 폐기물은 소량투입하거나 가급적 투입을 자재하도록 한다. 후단 방지시설의 여과포가 수분 부착으로 탈진이 되지않아 역화 현상 및 보일러 효율의 저하, 여과포 수명의 단축등의 직접적인 원인이 됨. 사이클론 :사이클론은 별다른 문제는 없으나 재받이구의 재가 과충진 되지 않도록 주기적으로 제거. 세미드라이 스크레버 :약품 분사 노즐의 막힘 현상이 있을 수 있으므로 자주 점검하여 청소하도록 함. 백필터 :여과포의 탈진시 공기압은 적정한 압으로 유지시켜 탈진하도록 해야하며 너무 높은 공기압으로 탈진시 여과포의 손상을 가져올수 있으므로 주의. 설계사양의 변경 :설치후 사용자는 설계치에 반하는 시설의 변경, 증설등의 행위는 설비의 운영에 있어 치명적인 결과를 가져 올 수 있으므로 절대로 사양 변경 금지.

설치를 위한 관련 법규 및 절차 폐기물 처리시설 설치 신고-소재지의 시 군 구청 관련법:폐기물 관리법 제30조 제2항 및 동법 시행규칙 제22조 제2항 대기배출시설 설치 신고   - 소재지의 시 군 구청 관련법:대기 환경 보전법 제10조 제1항 재활용 신고 - 소재지의 시 군 구청 관련법:폐기물 관리법 제2조의 2. (외부에서의 폐기물반입 관련) 보일러 설치 검사 열사용 기자재 검사대상 기기에 준하는 검사를 받아 사용개시 신고시 첨부.