1. 이론공기량이 가장 큰 연소
- 완전 연소 반응식에서 산소의 개수가 가장 많은 연료인 석탄 가스이다
2. 폐열회수장치가 설치된 소각로의 특징
- 연소가스 배출 부분과 수증기가 보일러관에서 부식의 염려가 있음
- 열 회수로 연소가스의 온도와 부피를 줄일 수 있음
- 작은 송풍기 사용
- 수냉료벽, 보일러등 설비가 필요
3. 폐가스 소각
- 직접화염 소각은 가연성 폐가스의 배출량이 많은 경우에 유용
- 촉매산화법은 고온연소법에 비해 반응도가 낮음
- 촉매산화법은 저농도의 가연물질과 공기를 함유하는 기체 폐기물에 대하여 적용되며 백금 및 팔라듐 등이
촉매로 쓰인다
- 직접화염 재연소기의 설계 시 반응시간은 0.2~0.7초 정도로 하고, 이 방법은 다른 방법에 비해 NOx발생이 많다
4. 압입통풍
- 연소실 내로 공급되는 연료를 연소시키기 위해 공기를 공급하는 통풍방직
- 내압이 정압으로 연소효율이 좋다
- 송풍기의 고장이 적고 점검 및 보수가 용이하다
- 역화의 위험이 크다
- 흡인통퓽방식보다 송풍기의 동력 소모가 적다
5. 화격자 연소
- 화격자 위에 여러 층의 석탄입자의 고정층을 만들어 그 속으로 공기를 공급하면서 연소시키는 방법
- 클링커 장애가 가장 문제가 되는 연소장치 임
- 상부주입식 화격자
ㄱ. 석탄층 -> 건류층 -> 환원층 -> 산화층 -> 재층 -> 화격자
ㄴ. 석탄의 공급방향이 1차 공기의 공급방향과 반대로서 수동 스토커 및 산포식 스토거가 해당 된다
ㄷ. 공급된 석탄은 환원층에서 아래의 산화층에서 발생한 탄산가스를 일산화탄소로 환원된다
ㄹ. 착화가 편리하고 무연탄 연소에 많이 쓰인다
ㅁ. 산포식 스토커, 계단식 스토커
- 하부주입식 화격자
ㄱ. 하급식 스토커
ㄴ. 체인 스토커
(1) 연료층을 항상 균일하게 제어할 수 있음
(2) 저품질 연료도 유효하게 연소시킬수 있어 쓰레기 소각로에 많이 사용되는 화격자 연소장치
ㄷ. 가동(이동식)화격자 : 주로 대형소각로에 사용
(1) 계단식 화격자
(2) 병렬요동식 화격자 : 고정화격자와 가동화격자를 횡방향으로 나란히 배치하고 가동화격자를 전후로 왕복운동시킨다.
비교적 강한 교반력과 이송력을 갖고 있으며, 화격자 눈의 메워짐이 별로 없어 낙진량이 많고
냉각작용이 부족하다.
(3) 역동식 화격자 : 건조, 연소 및 후연소가 이루어지며 쓰레기의 교반 및 연소조건이 양호하고 소각효율이 매우 높으나
마모가 많음
(4) 회전 로울러식 화격자
(5) 이상식 화격자
(6) 부채형 반전식 화격자
(7) 폰 롤 시스템
6. 유동층 연소
- 특징
ㄱ. 사용연료의 입도범위가 넓기 때문에 연료를 미분쇄 할 필요가 없다
ㄴ. 연료의 층내 체류시간이 길어 저발열량의 석탄도 완전연소 가능
ㄷ. 격심한 입자의 운동으로 층내가 균일 온도로 유지된다
ㄹ. 석탄연소 시 미연소되어 char가 배출 될 수 있으므로 재연소장치에서의 연소가 필요하다
- 장점
ㄱ. 유동매체에 석회석 등의 탈황제를 사용하여 로내 탈황도 가능, 별도의 탈황설비가 불필요
ㄴ. 유동층을 형성하는 분체와 공기와의 접촉면적이 크기 때문에 공기소비량이 적어 배출가스량도 적은 편이다
ㄷ. NOx의 발생이 적도 전열관 부식의 문제가 없음
ㄹ. 화염층을 작게 할 수 있으므로 장치의 규모를 작게 할 수 있다
ㅁ. 폐유, 폐윤활유 등의 소각에 탁월 하다.
ㅂ. 주방쓰레기. 슬러지 등 수분함량이 높은 폐기물을 층내에서 건조와 연소를 동시에 할 수 있다
ㅅ. 미분탄 장치가 불필요 하다
- 단점
ㄱ. 재나 미연탄소의 방출이 많고 부하변동에 따른 적응이 어렵다
ㄴ. 유동매체의 손실로 인한 보충이 필요하다
ㄷ. 대형의 고형폐기물은 로 내로 투입 전 파쇄하여야 한다
- 단점을 보완하기 위한 방법
ㄱ. 공기분산판을 분할하여 층을 부분적으로 유도시킨다
ㄴ. 유동층을 몇 개의 셀로 분할하여 부하에 따라 작동시키는 수를 변화시킨다
ㄷ. 층의 높이를 변화 시킨다
7. 미분탄 연소
- 장점
ㄱ. 부하변동의 적응에 용이하며, 대형과 대용량 설비에 적합
ㄴ. 대용량의 연소에 적합
ㄷ. 높은 연소효율을 얻을 수 있음
ㄹ. 점결탄, 저발열량탄 등과 같은 연료도 사용할 수 잇다
ㅁ. 연소제어가 용이하고 점화 및 소화 시 열손실이 적다
ㅂ. 비교적 저질탄도 유효하게 사용할 수 있다
- 단점
ㄱ. 석탄의 종류에 따른 탄력성이 부족하고, 로벽 및 전열면에서 재의 퇴적이 많은 편
ㄴ. 설비비와 유지비가 많이 들고 재의 비산이 많아 집진장치가 필요하다
ㄷ. 분쇄기 및 배관 중에 폭발의 우려 및 수송관의 마모가 일어 날 수 있다
8. COM연소
- 선탄과 중유의 혼합연료
- 연소실내 체류시간의 부족, 분사변의 폐쇄와 마모 등 주의 요구
- 재의 처리가 용이하지 못함
- 중유보다 미립화 특성이 양호
- 배출가스 중 NOx, SOx, 분진농도는 미분탄연소와 중유연소 각각인 경우 농도가 가중평균 정도가 된다
- 화염길이는 미분탄 연소에 가까운 반면, 화염안정성은 중유 연소에 가깝다
9. 액체연료의 연소방식
- 기화연소방식
ㄱ. 심지식 연소
(1) 공급 공기의 유속이 낮을 수록, 공기의 온도가 높을 수록 화염의 높이는 높아진다
(2) 점화 및 소화 시 공기와 혼합이 나빠 그을음 및 악취가 발생한다
ㄴ. 포트액면연소
(1) 액면에서 증발한 연료가스 주위를 흐르는 공기와 혼합하면서 연소하는 것으로 연소속도는 주위 공기의 흐름속에
거의 비례하여 증가한다
ㄷ. 증발식 연소
- 분무화 연소방식 : 유압 분무화식, 충돌 분무화식, 회전 이류체 분무화식, 이류체 분무화식
ㄱ. 유압분무식 버너
(1) 유량 조절 범위 : 1:3 또는 1:2
(2) 유량조절범위가 좁아 부하변동에 적응성이 낮음, 대용량버너제작에 이용
(3) 연료분사범위는 15~2000L/h정도
(4) 연료의 점도가 크거나 유압이 5kg/㎠이하가 되면 분무화가 불량함
(5) 구조가 간단하여 유지 및 보수가 용이
(6) 분무각도 : 40~90도
ㄴ. 회전식 버너(로타리 버너)
(1) 유량 조절 범위 : 1:5
(2) 유압식 버너에 비하여 연료유의 분무화 입경이 비교적 크다
(3) 연료유의 점도가 작을수록 분무화 입경이 작아진다
(4) 분무는 기계적 원심력과 공기를 이용한다
(5) 분무각도는 40~90도 정도의 넓은 각도의 화염
(6) 유압은 0.3~0.5kg/㎠정도로 가압하여 공급하며, 직결식의 분사유량은 1000L.h이하, 벨트식은 2700L/hr 이하
(7) 3000~10000rpm으로 회전하는 컵모양의 분무컴에 송입되는 연료유가 원심력으로 비산됨과 동시에 송풍기에서
나오는 1차공기에 의해 분무되는 형식
(8) 부하변동이 있는 중/소형 보일러용으로 사용
ㄷ. 고압기류분무식 버너
(1) 유량 조절 범위 : 1:10\
(2) 가장 좁은 각도의 긴화염
(3) 연료분사범위는 외부혼합식 3~500L/hr, 내부혼합식이 10~1200L/hr 정도
(4) 2~10kg/㎠ 전/후의 고압공기를 사용
(5) 분무각도는 20~30도
(6) 분무에 필요한 1차 공기량은 이론공기량의 7~12%
(7) 연료유의 점도가 커도 분무화가 용이하나 연소 시 소음이 큼
(8) 대형 가열로 등에 많이 사용
ㄹ. 저압기류분무식 버너
(1) 유량 조절 범위 : 1:5
(2) 소형가열로에 사용 된다
(3) 분무각도는 30~60도의 좁은 각도의 짧은 화염
(4) 유압은 0.05~0.2kg/㎠
ㅁ. 건타입 버너
(1) 소형 가열로에 주로 사용
(2) 유압식과 고압공기식 버너의 방식을 겸용한 소형 전자동 연소방식
(3) 유압은 6~8kg/㎤
(4) 연소가 양호하다
10. 기체연료의 연소장치
- 확산연소
ㄱ. 화염이 길고 그을음이 발생하기 쉽다
ㄴ. 역화의 위험이 ㅇ벗으며 가스와 공기를 예열할 수 있는 장점
ㄷ. 주로 탄화수소가 적은 발생로 가스, 고로가스 등에 적용되는 연소 방식이고, 천연가스에도 사용 될 수 있다
ㄹ. LNG, LPG등의 기체연료는 공기와 혼합하여 확산연소된다
(1) 포트형
: 구조상 가스와 공기압을 높이지 못한 경우에 사용한다
: 가스(기체연료)와 공기를 함께 가열할 수 있는 이점이 있다
: 고발열량 탄화수소를 사용할 경우는 가스압력을 이용하여 노즐로부터 고속으로 분출케 하여 그 힘으로 공기를 흡인
하는 방식을 취한다
: 밀도가 큰 가스 출구는 상부에 밀도가 작은 공기 출구는 하부에 배치되도록 한다\
(2) 버너형
: 선회버너 = 고로가스와 같이 저질연료를 연소시키는데 사용
: 방사형버너 = 천연가스와 같이 고발열량 연료를 연소시키는데 적합
- 예혼합연소
ㄱ. 연소바하가 큰 경우에 사용
ㄴ. 화염의 길이가 짧다
ㄷ. 그을음 생성이 작다
ㄹ. 혼합기의 분출속도가 느릴 경우 역화의 위험이 있으므로, 반드시 역화 방지기를 부착해야 함
ㅁ. 연소기 내부에서 연료와 공기의 혼합니가 변하지 않고 균일하게 연소된다
(1) 고압버너
: 기체연료의 압력을 2kg/㎠이상으로 공급하므로 연소실내의 압력은 정압니다
(2) 저압버너
: 역화 방지를 위해 1차공기량을 이론 공기량의 약 60%정도만 흡입
(3) 송풍버너
11. 일부 용어 정리
- 분무연소 : 연소장치를 작게 할 수 있는 장점이 있으며, 고부하 연소도 가능하다
- 공연비 : 예혼합연소에 있어서의 공기와 연료의 질량비(또는 부피비) 이다
- 최대탄산가스량(%)은 이론 건조연소 가스량을 기준한 최대 탄산가스의 용적백분율이다
- 발생로가스 : 코크스나 석탄을 불환전연소해서 얻은 가스로 주성분은 CO와 N2이다
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