KR100227326B1 - 쓰레기의 연료화 소각방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쓰레기의 연료화 소각방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 일반쓰레기물 증 가연성 물질만을 분류하여 고체연료로 성형화시켜 산업 열에너지 자원에 필요한 연료로 제품화하고, 쓰레기물을 소각하는 소각로의 연료로 대처하여 기름연소에 따른 공해배출을 방지할 수 있도록 한 것으로, 이를 위해 본 발명은 예비분쇄기(10)에 쓰레기를 투입시키고 일차로 쓰레기를 분쇄시키는 단계와, 분리기 모터(22) 및 송풍기(23)의 구동에 의해 쓰레기를 중력분리기(20)로 분리시키는 단계와, 쓰레기 중 중력분리된 가연성 물질을 1차 건조탄화기(30)에 투입시켜 탄화시키는 단계와, 건조된 가연성 물질을 미세분쇄기(40)로 투입시켜 다단계로 분쇄시키는 단계와, 분쇄된 가연성 물질을 2차 건조탄화기(31)에 투입시켜 탄화시키는 단계와, 이차적으로 탄화된 가연성 물질을 연료화시키기 위해 연료성형기(50)에 투입시켜 소정크기로 성형시키는 단계와, 성형화된 가연성 물질을 소각로(60)에 투입시켜 소각시키는 단계와, 소각로(60)로부터 가연성 물질의 소각 중에 발생되는 배기가스를 냉각기(70)로 냉각시키는 단계와, 냉각된 배기가스로부터 산출된 연소물질을 집진시키는 단계와, 집진기(80)로부터 집진된 연소물질을 필터(90)로 필터링시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

쓰레기의 연료화 소각방법 및 그 장치{Apparatus and method for changing wastes into fuel and burning wastes.}

본 발명은 쓰레기의 연료화 소각방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 일반쓰레기를 비가연성물과 가연성물로 구분하여 선별한 후 가연성물을 고체연료로 성형화하여 산업연료로 사용하고, 또 소각하는 연료로 대처하여 자원의 낭비를 줄이며, 기름사용에 따른 환경공해를 방지할 수 있도록 한 쓰레기의 연료화 소각방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업의 발달 및 도시인구의 증가에 따라 급격히 증가하는 쓰레기 발생에 따른 처리문제가 사회환경에 대한 심각한 문제로 대두되고 있으며, 쓰레기의 처리방법으로서는 크게는 매립과 소각으로 나뉘어 지는데 매립은 매립지의 공간범위의 무한정 확대 및 매립지의 2차오염에 의한 국토의 황폐화등으로 현재로서는 소각처리방법에 비중을 두고 있는 추세이다.

상기 소각처리의 연구에 따라 소각로의 연구가 활발해지고 있으며, 소각연구과정에서 폐기물의 연료재생을 위한 소각처리방법이 강구되고 있으며, 주로 폐기물로 매립되던 가연성 쓰레기물을 활용하여 고체연료로 제조하여 사용하고 있다.

상기와 같은 가연성물질만을 분류하여 연료화시키는 과정에서 뒤따르는 문제점을 살펴보면, 대부분이 가연성물 쓰레기를 완전분리하지 못하는 관계로 비가연성 쓰레기(금속, 또는 유리 등의 비철류)가 함유되어 있어 연료화하기 힘들며, 특히 소각장치의 기기내부에서 분쇄, 또는 소각하는 과정에서 기기내의 공력부품등에 과부하를 줄수 있어 고장을 발생시키는 문제점이 있다.

또한, 쓰레기 물을 처음 투입시켜 각각의 장치에 콘베이어를 통해 이송시키는 과정에서 콘베이어의 상측이 개구되어 있어 오염물질이 확산될 우려가 있고, 쓰레기 중 과다하게 젖은 쓰레기는 연료를 성형화 하기에 어려움이 있으며, 소각하는 과정에서는 가연성쓰레기를 소각시키기 위한 별도의 연료(기름)를 사용하게 되어 쓰레기를 소각처리하는데 있어 연료사용에 대한 비경제적인 단점과 오히려 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같이 제반되는 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 일반쓰레기를 비가연성물과 가연성물로 선별하여 가연성물을 고체연료로 성형화하면서 산업 열에너지 자원에 필요한 연료로 사용하거나, 쓰레기물을 소각하는 소각로에 직접 소각할 수 있는 연료로 대처하여 자원의 낭비를 줄일 수 있도록 하고, 비가연성물의 비함유에 따른 공해를 방지할 수 있도록 하며, 연료의 형성이 보다 효율적으로 이용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 예비분쇄기에 쓰레기를 투입시키고 일차로 쓰레기를 분쇄시키는 단계와, 분리기 모터 및 송풍기의 구동에 의해 쓰레기를 중력분리기로 분리시키는 단계와, 쓰레기 중 중력분리된 가연성물질을 1차 건조탄화기에 투입시켜 탄화시키는 단계와, 건조된 가연성 물질을 미세분쇄기로 투입시켜 다단계로 분쇄시키는 단계와, 분쇄된 가연성 물질을 2차건조 탄화기에 투입시켜 탄화시키는 단계와, 2차 탄화된 가연성 물질을 연료화시키기 위해 연료성형기에 투입시켜 소정크기로 성형시키는 단계와, 성형화된 가연성물질을 소각로에 투입시켜 소각시키는 단계와, 소각로로부터 가연성 물질의 소각중에 발생되는 배기가스를 냉각기로 냉각시키는 단계와, 냉각된 배기가스로부터 산출된 연소물질을 집진시키는 단계와, 집진기로부터 집집된 연소물질을 필터링시키는 단계로 이루어진 쓰레기의 연료화 소각방법이 제공된다.

또한, 본 발명은 쓰레기를 투입시키기 위해 일측에 콘베이어가 설치되며 쓰레기를 소정크기로 분쇄시키기 위한 예비분쇄기와, 상기 예비분쇄기로부터 콘베이어로 설치되어 분쇄 공급되는 쓰레기를 중력식으로 가연성물질과 비가연성물질로 분리시키기 위한 중력 분리기와, 상기 중력 분리기로부터 콘베이어가 분기되게 설치되어져 분리된 가연성물질을 일차로 건조시키기 위한 1차 건조탄화기와, 상기 1차 건조탄화기로부터 건조된 가연성 물질를 콘베이어로 공급받아 다단계로 분쇄시키기 위한 미세분쇄기와, 상기 미세분쇄기로부터 분쇄된 가연성물질을 콘베이어로 공급받아 이차적으로 건조시켜 탄화시키기 위한 2차 건조탄화기와, 상기 2차 건조탄화기로부터 이송되는 가연성물질을 콘베이어로 공급받아 소정크기로 성형시키기 위한 연료성형기와, 상기 2차 건조탄화기 및 1차 건조탄화기에 열공급파이프로 연결 설치되어 소각되는 열을 공급시키기 위한 소각로와, 상기 소각로에 연결설치되어 가연성물질을 연소한후 배출되는 배기가스 연소물질을 냉각시키기 위한 냉각기와, 상기 냉각기에 연결 설치되어 산출된 연소물질을 집진시키는 집진기와, 상기 집진기로부터 이송되는 연소물질을 정화시키는 필터로 설치되어 구성된 쓰레기의 연료화 소각장치를 제공함으로써 달성된다.

도 1은 본 발명의 소각장치의 구성을 개략적으로 도시한 도식도.

도 2는 본 발명에 따른 소각과정을 도시한 흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 중력분리기를 도시한 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 중력분리기를 도시한 정면도.

※도면의주요부분에대한부호설명※

10 : 예비분쇄기 20 : 중력 분리기

21 : 전자석 30 : 1차 건조탄화기

31 : 2차 건조탄화기 40 : 미세분쇄기

50 : 연료성형기 60 : 소각로

70 : 냉각기 80 : 집진기

90 : 필터 100 : 제어수단

P1,P2 : 열공급파이프 P3 : 배출통로

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 소각장치의 구성을 개략적으로 도시한 도식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소각과정을 도시한 흐름도이며, 도 3은 본 발명에 따른 소각장치에서 중력분리기를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 소각장치에서 중력분리기를 도시한 정면도다.

소정크기의 일반적인 쓰레기물을 투입시키기 위해 일측에 콘베이어(C1)가 설치되며 쓰레기를 소정크기로 예비 분쇄시키기 위한 예비분쇄기(10)가 설치되고, 상기 예비분쇄기(10)로부터 소정거리 이격되는 콘베이어(C2)측에 분쇄, 공급되는 쓰레기를 중력에 따라 가연성 물질과 비가연성 물질로 분리시키기 위해 분리기 모터(22) 및 송풍기(23)가 설치된 중력 분리기(20)가 설치된다.

또한, 상기 중력분리기(20)는 상측에 쓰레기물을 투입시키기 위한 호퍼가 마련되고, 그 내부는 각 쓰레기물을 중량별로 분리시킬 수 있는 배출구(24a, 24b, 24c)가 형성되어 있으며, 그 외 상부 및 측벽은 쓰레기물이 외부로 비산되지 못하도록 상기 호퍼와 배출구를 제외한 나머지 밀폐되어 있다.

그리고, 상기 중력 분리기(20)의 일측에는 분리되어 콘베이어(C3)를 통해 배출되는 소정위치에는 비가연성 물질을 자력으로 수집하여 별도로 처리하기 위한 전자석(21)이 설치되어 있다.

또한, 상기 중력 분리기(20)는 양측으로 각각 소정길이의 콘베이어(C4)가 분기되게 설치되고, 상기 분기된 콘베이어(C4) 일측으로는 분리된 가연성 물질을 일차적으로 건조시키기 위한 1차 건조탄화기(30)가 설치된다.

그리고, 상기 1차 건조탄화기(30)로부터 건조된 가연성 물질를 콘베이어(C5)로 공급받아 다단계로 분쇄시키기 위해 순차적으로 미세분쇄기(40)가 설치되고, 상기 미세분쇄기(40)로부터 연결 설치되는 콘베이어(C6)의 일측에는 가연성 물질을 공급받아 이차적으로 완전 건조시켜 탄화시키기 위한 2차 건조탄화기(31)가 설치된다.

상기 미세분쇄기(40)는 1차, 2차, 3차 공정을 거쳐 미세하게 분쇄되도록 소정간격으로 분쇄기가 각각 설치되며, 분쇄기 사이에는 가연성 물질을 이송하기 위한 콘베이어가 연이어 설치되어 있다.

또한, 상기 2차 건조탄화기(31)의 일측에는 가연성물질을 이송키 위한 콘베이어(C7)가 설치되어 있으며, 상기 콘베이어(C7)의 일측에는 이송되는 가연성 물질을 고체 연료화하기에 적당한 크기로 성형시키는 연료성형기(50)가 설치된다.

한편, 상기 2차건조탄화기(31) 및 1차건조탄화기(30)의 일측에는 소정길이를 갖는 열공급파이프(P1),(P2)가 연료를 소각시키는 소각로(60)와 연결 설치되고, 상기 소각로(60)일측에는 가연성물질을 연소한 후 배출되는 배기가스 연소물질을 배출시키기 위한 배출통로(P3)가 설치되며, 이 배출통로(P3)일측에는 연소물질을 냉각시키기 위한 냉각기(70)가 설치되며, 이 냉각기(70) 일측에는 냉각된 연소물질을 집진시키기 위한 집진기(80)가 연결 설치되고, 상기 집진기(80) 일측에는 입자상물질을 정화시켜 배출시키기 위한 필터(90)가 설치된다.

상기 가연성 물질을 이송하는 다수의 콘베이어 및 예비분쇄기(10)부터 연소물질을 필터링하는 필터(90)등의 장치는 제어수단(100)에 전기적으로 각각 연결설치되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명인 쓰레기의 연료화소각장치에 대한 그 작용을 설명하면 다음과 같다.

집하장소로 수집된 일반쓰레기는 도시된 도 1의 콘베이어(C1)를 따라 이송되며, 이송되는 쓰레기는 콘베이어(C1)의 일측에 설치된 예비분쇄기(10)에 공급되어 소정크기로 분쇄된다.

이때, 소정크기로 분쇄된 쓰레기는 예비분쇄기(10)에 일측에 설치된 콘베이어(C2)에 얹어진 상태로 중력 분리기(20)로 투입되며, 중력 분리기(20)의 동작으로 쓰레기를 비가연성물질과 가연성물질로 분류된다.

상기와 같은 상태를 좀더 자세하게 설명하면, 중력분리기(20)에 투입되는 쓰레기물은 첨부된 도 4에서와 같이, 중력분리기의 상측에 마련된 호퍼에 투입되는 순간, 낙하됨과 동시에 일측에 분리기 모터(22)에 연결 설치된 송풍기(23)의 구동에 따라 각 쓰레기 물의 중량별로 분리시켜 준다.

여기서 금속류, 유리, 돌멩이 등과 같이 중량이 큰 쓰레기는 다수의 배출구 중 상기 송풍기(23)의 하부측에 위치되어 있는 배출구(24a)로 바로 낙하되어 배출 처리되며, 이보다 좀더 가벼운 종이, 나무조각, 먼지, 비닐 등의 쓰레기물은 상기 배출구에 연이어 설치된 또 다른 배출구(24b, 24c)측으로 배출되며, 상기 송풍기(23)의 구동에 따라 호퍼로 투입됨과 동시에 송풍력에 의해 날리는 먼지 또는 작은 쓰레기물은 중력분리기가 밀폐되어 있어 외부로 배출되지 않는 범위에서 분리시켜 처리할 수 있기 때문에 소각장치의 가동중 주변환경오염을 방지할 수 있게 된다.

이때, 분류되어 나온 상기 비가연성물질은 중력 분리기(20)의 일측에 설치된 콘베이어(C3)(C4)를 통해 배출되며, 이때 배출된 비가연성 물질 중 비철금속류가 아닌 유리 등은 제외되어 별도로 수거되고, 금속류는 상기 콘베이어(C3)의 일측에 설치된 전자석(21)의 자력에 의해 수거되어 산업상 에너지의 제 2차 자원으로 활용된다.

그리고, 상기 중력 분리기(20)의 타측에 설치된 콘베이어(C4)를 통해 이송되는 가연성 물질은 상기 콘베이어(C4)에 의해 1차 건조탄화기(30) 내로 유입되어져 일차적인 건조공정을 거치며, 건조공정을 일부 마친 가연성 물질은 콘베이어(C)를 통해 일측에 다수개 설치된 미세분쇄기(40)로 투입된다.

상기 중력 분리기(20)는 비가연성 물질 중 비철금속 및 유리, 금속을 별도로 분리하며, 비중이 큰 가연성 물질과 더불어 종이, 비닐류와 젖은 가연성 물질을 선별하여 다수개 설치된 각각의 콘베이어상으로 이송되게 하여 1차 건조탄화기(30) 내에 투입시켜 준다.

여기서, 상기 1차 건조탄화기(30)는 소각로(60)와 열공급파이프(P1)로 연결되어 있어 소각로(60)에서 연료 연소시 발산되는 열 공급이 이루어져 가연성 물질을 일차적으로 건조시킬 수 있게 되며, 미도시된 1차 건조배분기에 의해 적정 건조가 이루어진 가연성 물질만을 선별하여 다음공정으로 이송시켜 준다.

상기 1차 건조탄화기(30) 외부로 배출된 가연성 물질은 다음공정인 미세분쇄기(40)를 거치면서 다수로 설치된 분쇄기에 의해 1차, 2차, 3차적으로 점진적으로 가연성 물질을 작은 크기로 분쇄시켜 준다.

상기와 같이 미세하게 분쇄된 가연성 물질은 미세분쇄기(40)의 진행방향 후측에 연이어 설치된 콘베이어(C6)를 통해 2차 건조탄화기(31) 내로 투입되며 2차적으로 건조공정을 거친다.

이때, 상기 2차 건조탄화기(31)에 공급되는 열은 상기 1차 건조탄화기(30)에서의 건조공정시와 같이 소각로(60)와 연결 설치된 열공급파이프(P2)를 통해 공급되어 건조공정을 할 수 있게되며, 미도시된 2차건조 배분기에 의해 적정 건조가 이루어진 가연성 물질만을 선별하여 다음공정으로 이송시켜 준다.

상기와 같이 2차 건조탄화기(31)를 거친 상태에서의 가연성 물질은 완전 건조된 형태로 2차 건조탄화기(31)의 진행방향 후측에 설치된 콘베이어(C7)를 따라 연료성형기(50)내로 투입되어 연료성형기(50) 내부에 설치되어 동작되는 성형구(도면에서 생략함)에 의해 소정크기로 성형된다.

그리고, 상기와 같이 성형되어 연료는 소정크기의 고형화되는 형태로서 연료성형기(50)로부터 배출되어 연료성형기(50)의 진행방향 후측에 설치된 콘베이어(C8)를 따라 저장소(도면에서 생략함)에 저장되거나, 또는 연료성형기(50) 일측에 설치된 콘베이어(C9)를 따라 이송되어 소각로(60)에 즉시 투입되어져 고형화된 연료는 소각된다.

상기와 같이 소각로(60)를 통해 연소되는 연료는 쓰레기가 입고되어 분쇄되는 공정을 거친 다음 1차 건조탄화기(30) 및 2차 건조탄화기(31)의 건조 공정을 거치는 과정에서 열을 계속적으로 공급할 수 있게 되는 것이며, 소각로(60)에서 연소된 후의 배기가스 연소물질은 소각로(60)와 연결 설치된 배출통로(P3)를 통해 냉각기(70)로 보내져 냉각공정을 거치며, 냉각공정에 이어 집진기(80)로 송출되어 집진공정을 거친 후 필터(90)에 의해 연소물질을 필터링시켜 정화된 배기가스는 대기로 방출된다.

상기 쓰레기가 반입되어 이송시키는 다수의 콘베이어 및 각 장치의 투입부분(도면에서 생략함)은 쓰레기의 냄새의 확산을 방지하기 위해 미도시된 덮개 등으로 덮어 위생적으로 이송되도록 함이 바람직하며, 상기한 바와 같은 각각의 장치는 제어수단(100)에 의해 순차적인 동작을 연속적으로 동작시켜 연료 성형 및 연료를 이용하는 소각공정을 반복 동작시켜 쓰레기의 증대를 줄일 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 일반쓰레기에서 비가연성물질과 가연성물질로 선별하여 가연성물질만을 고체연료로 성형화시켜 산업 열에너지 자원에 필요한 연료로 제품화하거나, 쓰레기물을 소각하는 소각로에 직접 소각할 수 있는 연료로 대처할 수 있어 기름낭비 및 기름연소에 따른 공해배출을 방지할 수 있음은 물론, 자원의 활용성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 예비분쇄기(10)에 쓰레기를 투입시키고 일차로 쓰레기를 분쇄시키는 단계와, 분리기 모터(22) 및 송풍기(23)의 구동에 의해 쓰레기를 중력분리기(20)로 분리시키는 단계와, 쓰레기물 중 중력 분리된 가연성물질을 1차 건조탄화기(30)에 투입시켜 탄화시키는 단계와, 건조된 가연성 물질을 미세분쇄기(40)로 투입시켜 다단계로 분쇄시키는 단계와, 분쇄된 가연성 물질을 2차 건조탄화기(31)에 투입시켜 탄화시키는 단계와, 이차적으로 탄화된 가연성 물질을 연료화시키기 위해 연료성형기(50)에 투입시켜 소정크기로 성형시키는 단계와, 성형화된 가연성 물질을 소각로(60)에 투입시켜 소각시키는 단계와, 소각로(60)로부터 가연성 물질의 소각 중에 발생되는 배기가스를 냉각기(70)로 냉각시키는 단계와, 냉각된 배기가스로부터 산출된 연소물질을 집진시키는 단계와, 집진기(80)로부터 집진된 연소물질을 필터(90)로 필터링시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 쓰레기의 연료화 소각방법.
2. 제 1항에 있어서, 중력 분리기(20)로 보내져 중력 분리시키는 단계에 있어, 쓰레기는 비중이 큰 가연성 물질로 이루어 진 것과, 젖은 것과, 금속 및 비금속으로 나뉘어 분리시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 쓰레기의 연료화 소각방법.
3. 쓰레기를 투입시키기 위해 일측에 콘베이어가 설치되며 쓰레기를 소정크기로 분쇄시키기 위한 예비분쇄기(10)와, 상기 예비분쇄기(10)로부터 콘베이어로 설치되어 분쇄 공급되는 쓰레기를 중력식으로 가연성 물질과 비가연성 물질로 분리시키기 위한 중력 분리기(20)와, 상기 중력 분리기(20)로부터 콘베이어가 분기되게 설치되어 분리된 가연성물질을 일차로 건조시키기 위한 1차 건조탄화기(30)와, 상기 1차 건조탄화기(30)로부터 건조된 가연성 물질를 콘베이어로 공급받아 다단계로 분쇄시키기 위한 미세분쇄기(40)와, 상기 미세분쇄기(40)로부터 분쇄된 가연성물질을 콘베이어로 공급받아 이차적으로 건조시켜 탄화시키기 위한 2차 건조탄화기(31)와, 상기 2차건조탄화기(31)로부터 이송되는 가연성물질을 콘베이어로 공급받아 소정크기로 성형시키기 위한 연료성형기(50)와, 상기 2차 건조탄화기(31) 및 1차 건조탄화기(30)에 열공급파이프(P1)(P2)로 연결 설치되어 소각되는 열을 공급시키기 위한 소각로(60)와, 상기 소각로(60)에 연결 설치되어 가연성 물질을 연소한후 배출통로(P3)를 통해 이송되는 연소물질을 냉각시키기 위한 냉각기(70)와, 상기 냉각기(70)에 연결 설치되어 연소물질을 집진시키기 위한 집진기(80)와, 상기 집진기(80)로부터 이송되는 연소물질을 필터링시키기 위한 필터(90)로 구성된 것을 특징으로 하는 쓰레기의 연료화 소각장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 중력 분리기(20)의 일측에는 분리되어 콘베이어를 통해 배출되는 비가연성 물질를 수집하기 위한 전자석(21)이 설치된 것을 특징으로 하는 쓰레기의 연료화 소각장치.

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