KR100189301B1 - 산업폐기물 및 유.무기성 슬러지의 소각처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업현장에서 발생되는 폐기물과 가정이나 축사등에서 배출되는 유·무기성 슬러지를 다단계의 분쇄와 파쇄공정을 거쳐 소각할 수 있게한 산업 폐기물 및 유·무기성 슬러지의 처리장치에 관한 것으로, 수집된 폐기물 및 유·무기성 슬러지를 이송시켜 분쇄와 압착을 통해 적정크기로 입자화하는 한편 탈수를 하는 1차처리공정과, 1차처리된 시료를 재차분쇄 및 압착하는 과정에서 고온의 열풍을 가하여 물리적, 화학적 물성 변화를 가함과 아울러 탈철을 하는 2차처리공정과, 2차처리된 시료를 고온의 열풍이 가해지게 다층으로 설치된 스크류컨베이어를 각기 왕복으로 통과시켜 배출되게 하는 최종처리단계를 거치게 됨에 따라, 배출된 시료를 탄화상태에 근접되게 하여 후처리를 용이토록 한 것이다.

Description

산업폐기물 및 유·무기성 슬러지의 소각처리장치

제1도는 본 발명의 실시예의 처리장치를 나타낸 전체구성도.

제2도 및 제3도는 본 발명의 1차처리단계를 발췌한 측면 및 그 사시구성도.

제4도 및 제5도는 본 발명의 2차처리단계를 발췌한 측면 및 그 사시구성도.

제6도는 본 발명의 최종처리단계를 확대한 정면구성도.

제7도는 상기 제6도의 공급부를 타나낸 평면 구성도.

제8도는 상기 제6도의 스크류를 발췌하고 절취한 사시도.

제9도는 본 발명의 최종처리단계의 구동부를 나타낸 측면구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 제1처리수단 110 : 분쇄롤러

111 : 돌기 120 : 압착롤러

130 : 배출롤러 150 : 여과망

151 : 침출관 152 : 흡입관

200 : 제2처리수단 210 : 분쇄롤러

211 : 돌기 220 : 압착롤러

230 : 유도롤러 240 : 탈철롤러

250 : 스크레이퍼 300 : 제3처리수단

310 : 이송컨베이어 320 : 스크류축

321 : 원통축 322 : 나선날개

323 : 분출공 324 : 히트파이프

325 : 나선날개 326 : 분사공

330 : 가열드럼 361 : 열공급관

본 발명의 산업폐기물 및 유·무기성 슬러지의 소각처리장치, 더욱 상세하게는 산업현장에서 발생되는 폐기물과 가정이나 축사등에서 배출되는 유·무기성 슬러지를 다단계의 분쇄와 파쇄공정을 거쳐 소각할 수 있게한 산업폐기물 및 유·무기성 슬러지의 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건축현장에서 발생되는 가연성의 폐건자재와 식품공장이나 제지공장등의 산업현장 및 가정이나 축산농가에서 발생되는 다습성 슬러지의 양이 날로 증대됨에 따라, 그 처리방안이 심각한 사회문제로 대두되고 있는 실정이다.

가연성 폐기물인 경우, 소각로를 이용하여 소각처리가 어느정도 가능하였으나, 소각하기위한 폐기물의 종류가 순수하게 가연성에 국한 되었음은 물론 소각시설에 비해 처리능력이 저조한 결점이 있었다.

다습성 슬러지는 약 60-70%이상 수분이 함유되어 있으므로 소각처리 대상에서 제외됨에 따라 통상 매립방법으로 처리하였다.

그러나 매립방법으로 슬러지 및 폐기물을 처리할 경우 시간의 경과에 따라, 대량으로 침출수가 발생되면서 지반의 약화와 토질 및 지하수를 오염시키는등 환경공해의 원인이 되었고, 근래에는 매립지의 부족현상과 함께 혐오성 폐기물의 매립을 거부하는 소위 님비현상으로 인하여 매립장 선정에도 많은 어려움을 겪고 있다.

물론, 수분이 함유된 폐기물 또는 유·무기성 슬러지를 대형의 침전조에 일정기간 저장·침전시켜 중화된 상등수에 염소 등으로 살균처리한 후 방류시키고 잔류된 찌꺼기를 재활용 또는 폐기토록한 종말처리시설도 있었다.

위의 종말 처리 시설은 초기의 자연발효시 소요되는 시간이 많게되어 처리량이 상대적으로 적게 되었고, 발효 및 살균처리를 목적으로 투여된 화학약품의 성분이 잔류되면서 재활용시 토양이나 생태계에 친화적이지 않은 독성을 유발하여 2차오염을 유발하는 개연성이 농후하였다.

건자재와 같은 가연성폐기물과 아울러 다습성 슬러지를 처리하고자 할 때 탈수처리가 급선무임을 상기 설명에서 알 수 있으며, 이 해결책의 하나로 건조와 소각이 동시에 이루어질 수 있는 기술이 요구되는 실정이다.

본 발명은 위와같은 종래의 폐기물 및 슬러지처리 장치의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 처리설비를 간소화 하는 반면 처리량을 향상시킬 수 있는 산업폐기물 및 유·무기성 슬러지의 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 폐건자재 및 다습성 슬러지를 동시에 또는 선택적으로 소각처리할 수 있는 산업폐기물 및 유·무기성 슬러지의 처리장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수집된 폐기물 및 유·무기성 슬러지(이하, 시료라함)를 이송시켜 분쇄와 압착을 통해 적정크기로 입자화하는 한편 탈수를 하는 1차처리공정과, 1차처리된 시료를 재차 분쇄 및 압착하는 과정에서 고온의 열풍을 가하여 물리적 화학적 물성변화를 가함과 아울러 탈철을 하는 2차처리공정과, 2차처리된 시료를 고온의 열풍이 가해지게 다층으로 설치된 스크류컨베이어를 각기 왕복으로 통과시켜 배출되게하는 최종처리단계를 거치게됨에 따라, 배출된 시료를 탄화상태에 근접되게 하여 후처리를 용이토록함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 산업폐기물 및 유·무기성 슬러지 처리장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 실시예의 처리장치를 나타낸 전체구성도이고, 제2도와 제3도는 상기 장치의 1차처리단계를 발췌한 측면 및 그 사시구성도이다.

제1호퍼(10)를 통해 공급된 시료를 상향으로 이송하게 컨베이어(20)가 설치되고, 상기 컨베이어(20)의 이송지점에는 시료를 분쇄하고 압착하는 제1처리수단(100)이 설치되어 있다.

상기 제1처리수단(100)은 고형물 또는 액체가 함유된 시료를 적정입도로 분쇄할 수 있도록 외주면에 돌기(111)를 갖춘 다수의 분쇄롤러(110)와 분쇄된 시료를 압착하는 다수의 압착롤러(120)가 설치되어 각기 모터(140)(140')에 의해 구동되는 동력전달부재(141)(141')에 연결되고, 상기 압착롤러(120)의 하부측에는 여과망(150)을 기준으로 분쇄 및 압착시 발생된 액체를 배출하는 침출관(151)과 분진을 흡입하는 흡입관(152)을 각각 부설하되, 분쇄된 시료를 배출하는 배출롤러(130)가 설치되어 있다.

또한, 상기 제1처리수단(100)의 상측에는 후술하는 제2처리수단(200)에서 회수되는 잠열이 공급되는 회수관(270)이 배관되어 있어 이의 잠열은 제1처리수단(100)의 하측에 부설된 흡입관(152)을 통하여 제2가열장치(360)로 회수된다.

상기 배출롤러(130)의 출구측에 1차처리된 시료를 제2처리수단(200)으로 공급하는 제2호퍼(30)와 컨베이어(40)가 설치되어있다.

상기 제2처리수단(200)은 제4도 및 제5도에서 상세히 나타내고 있으며, 제2처리수단(200)은 시료가 통과하는 순서로부터 돌기(211)를 갖춘 한쌍의 분쇄롤러(210)와 압착롤러(220), 압착된 시료를 유도하는 유도롤러(230) 및 시료중의 금속을 흡착하여 스크레이퍼(241)에 의해 분리되게하는 자성(磁性)을 가지는 탈철롤러(240)로 구성되고, 상기 각 로울러(210)(220)(230)(240)에 동력을 부여하는 동력전달부재(251)(251')를 구비한 모터(250)(250')로 구성되어 있다.

상기 제2처리수단(200)의 일측에는 분쇄 및 압착된 시료의 각부에 고온(약 500℃)의 열풍을 공급하는 제1가열장치(260)가 설치되고, 제2처리수단(200)의 상측에는 그 증발 잠열을 제1처리수단(100)에 공급하는 회수관(270)이 배관되어 있다.

상기 탈철롤러(240)의 출구측에 2차처리된 시료를 최종처리 하기위한 제3처리수단(300)에 공급되어지도록 제3호퍼(50)와 컨베이어(60)가 설치되어있다.

상기 제3처리수단(300)은 제6도, 제8도 및 제9도에서 상세히 나타내고 있다.

상기 제3처리수단(300)의 상측에는 시료를 골고루 분산시켜 연속적으로 투입하도록 이송컨베이어(310)가 설치되고, 이의 하부측에는 입자상 시료를 더욱 가열시켜 분쇄하게 이중의 스크류축(320)이 축설된 다수의 가열드럼(330)이 설치되어있다.

상기 스크류축(320)은 나선날개(322)와 분출공(323)이 구비된 원통축(321)의 중공부에 열을 분사하는 분사공(326)이 구비된 히트파이프(324)를 설치하여 이에 상기 나선날개(322)와 상반되는 방향으로 진행되는 나선날개(325)를 형성한 구성으로 되고, 외측 나선날개(322)의 양측에는 시료를 원통축(321)의 내부로 유입 및 토출하는 개구부(327)(327')가 형성되어 있다.

상기 각 가열드럼(330)에는 시료가 순차적으로 투입되게 공급로(331)가 설치되고, 상호 연접된 가열드럼(330)에는 시료의 건조중 발생된 미분을 배출하도록 투과공(332)이 설치되어 있으며, 최종 가열드럼(330)의 좌측 하부에는 여과망(390)이 구비되는 배기관(370)과 소각된 폐시료를 배출하는 배출관(380)이 분할 설치되고, 최종 가열드럼(330)의 하부측에는 소각된 폐시료를 배출 및 이송하는 컨베이어(340)가 설치되어있다.

상기 각 스크류축(320)의 일측에는 동력을 전달하도록 벨트(351)로 연결된 모터(M)와 스크류축(320)의 회전을 방해하지 않게 열풍을 공급하는 열공급관(361)이 배관된 제2가열장치(360)가 설치되어있다.

상기 제3처리수단(300)에 공급되는 시료는 제7도에서와 같이 제2호퍼(30)의 컨베이어(40)로부터 적어도 2개의 이송컨베이어(310)에 양분되게 공급하는 것이 바람직하다. 다수의 가열드럼(330)은 상기 이송컨베이어(310)의 하부측에 다층으로 배열하여 상부에서부터 순차적으로 가열과정을 거쳐 낙하되게 하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기와 같은 본 발명은 건자재 폐기물과 같은 고형체로된 시료는 규정된 크기로 절단되고 슬러지등은 연속적으로 제1호퍼(10)와 컨베이어(20)를 통해 제1처리장치(100)의 상측으로부터 공급된다.

최초투입된 시료는 상호 마주하여 회동되는 분쇄롤러(110)의 작용에 의해 적정입도로 분쇄된 상태에서 하부측의 압착롤러(120)에 의해 케익형상으로 분쇄 및 압착되면서 시료의 대부분은 여과망(150)에 의해 배출롤러(130)를 통해 제2호퍼(30)로 공급되고, 상기 압착과정에서 발생된 침출수는 침출관(151)을 통해, 분쇄과정에서 발생된 분진은 강제 흡입력이 가해지는 흡입관(152)을 통해 상기 가열장치(360)에 유입·소각된다.

제2처리수단(200)에 공급된 1차처리된 시료는 그 분쇄롤러(210)와 압착롤러(220)를 통해 더욱 분쇄 및 압착되고, 이 과정에서 제1가열장치(260)로 부터 공급되는 열풍에 의해 부분 소각건조가 이루어지고, 시료에 포함된 금속물질은 탈철작용을 하는 자성을 가지는 탈철롤러(240)와 스크레이퍼(241)에 의해 제거되어 배출된다.

한편, 제2처리수단(200)의 가열시 발생되는 증발잠열은 회수관(270)을 통해 제1처리수단(100)으로 분출되면서 예비 증발작용을 하게되므로 건조를 용이토록 한다.

제3호퍼(50)에 의해 제3처리수단(300)에 공급된 시료는 그 상측에 설치된 이송컨베이어(310)에 의해 골고루 분산된 상태로되어 일측에 형성된 공급로(331)를 통해 가열드럼(330)으로 진입된다.

진입된 시료는 상기 가열드럼(330)의 내주면에 긴밀하게 설치되어 회전되는 스크류축(320)에 의해 이송되는데, 이때 가열드럼(330)에 주입된 시료는 원통축(321)의 외주면에 형성된 나선날개(322)의 작용에 의해 제6도에서와 같이 좌측에서 우측으로 이송된후 연속된 이송압력에 의해 그 이송 완료지점에 형성된 개구부(327')를 통해 내측으로 유입시키며, 이에 유입된 시료는 상기 나선날개(322)에 대해 반대 방향으로 형성한 나선날개(325)에 의해 시료를 좌측으로 이송시킨후 그 종료지점에 형성된 개구부(327)를 통해 배출시키게 된다.

상기와 같이 하나의 스크류축(320)를 가열드럼(330)상에서 회전시켜 시료를 왕복으로 이송시키는 과정에서 히트파이프(324)의 분사공(326)을 통해 고온의 열풍(약 600℃)이 공급되어 분쇄와 동시에 소각을 시키게 되고, 이 과정에서 발생된 미분은 원통축(321)에 형성된 분출공(323)과 가열드럼(330)에 형성된 투과공(332)을 통해 이송 컨베이어(340)로 배출시킨다.

또한 상기 스크류축(320)을 수직으로 다수개 설치하여 그 상부로부터 하부를 향해 여러단계의 소각과정을 거쳐 소각된 폐시료 입자는 배출관(380)을 통하여 이송 컨베이어(340)로 배출되고, 연소시 소각된 폐시료 입자가 혼합되어 있는 분자 및 연기는 여과망(390)에서 여과되어 배기관(370)을 통해 제2가열장치(360)로 배출된다.

이와같은 본 발명의 처리장치는 제1∼제3처리수단을 복층으로 구성하여 최소면적에 설치가 가능한 반면 소각처리 효율을 향상시킬수 있는 효과가 있다.

또한 건자재 폐기물은 물론 재처리가 어려운 다습성 슬러지를 비교적 간편하게 소각처리할 수 있게 되어 활용범위를 확대시키고 환경오염을 현저히 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 제1호퍼(10)를 통해 공급된 시료를 상향으로 이송하게 컨베이어(20)가 설치되고, 상기 컨베이어(20)의 이송지점에는 시료를 분쇄하고 압착하는 제1처리수단(100)이 설치되어있으며, 제1호퍼(10)와 컨베이어(20)에의해 공급된 시료를 처리하게 설치되고, 시료를 분쇄하게 외주면에 돌기(111)를 갖춘 다수의 분쇄롤러(110)와 분쇄된 시료를 압착하는 다수의 압착롤러(120)가 설치되어 각기 모터(140)(140')에 의해 구동되는 동력전달부재(141)(141')에 연결되며, 상기 압착롤러(120)의 하부측에는 여과망(150)을 기준으로 분쇄 및 압착시 발생된 액체를 배출하는 침출관(151)과 분진을 흡입하는 흡입관(152)을 각각 부설하되, 분쇄된 시료를 배출하는 배출롤러(130)로 구성된 제1처리수단(100)과 ; 상기 배출롤러(130)의 출구측에 설치되어 시료가 통과하는 순서로부터 돌기(211)를 갖춘 한쌍의 분쇄롤러(210)와 압착롤러(220), 압착된 시료를 유도하는 유도롤러(230) 및 시료중의 금속을 흡착하여 스크레이퍼(241)에 의해 분리되게 하는 탈철롤러(240)를 구비하며, 일측에는 분쇄 및 압착된 시료의 각부에 고온(약 500℃)의 열풍을 공급하는 제1가열장치(260)와 상측에는 그 증발 잠열을 제1처리수단(100)에 공급하게 회수관(270)이 배관되고 상기 각 로울러(210)(220)(230)(240)를 구동되게 동력전달부재(251)(251')를 구비한 모터(250)(250')로 구성된 제2처리수단(200)과 ; 상측에 시료를 골고루 분산시켜 연속적으로 투입하게 이송컨베이어(310)가 설치되고, 이의 하부측에는 입자상 시료를 더욱 가열시켜 분쇄하게 이중의 스크류측(320)이 축설된 다수의 가열드럼(330)이 설치되며 상기스크류축(320)은 나선날개(322)와 분출공(323)이 구비된 원통축(321)의 중공부에 열을 분사하는 분사공(326)이 구비된 히트파이프(324)를 설치하여 이에 상기 나선날개(322)와 상반되는 방향으로 진행되는 나선날개(325)를 형성하되, 외측 나선날개(322)의 양측에는 시료를 원통축(321)의 내부로 유입 및 토출하는 개구부(327)(327')를 형성하였고 각 가열드럼(330)에는 시료가 순차적으로 투입되게 공급로(331)와 시료의 건조중 발생된 미분을 배출하게 상호 연접된 가열드럼(330)에는 투과공(332)이 설치되고, 히트파이프(324)에 열풍을 공급하는 열공급관(361)이 배관된 제2가열장치(360)가 설치되어 있으며, 최종 가열드럼(330)의 하부측에는 소각된 폐시료를 배출 및 이송하는 컨베이어(340)가 설치된 제3처리수단(300)을 포함한 구성을 특징으로 하는 산업폐기물 및 유·무기성 슬러지의 소각처리 장치.