KR100241771B1

KR100241771B1 - 접선 혼합식 다이옥신 및 유해가스 처리방법 및 처리장치

Info

Publication number: KR100241771B1
Application number: KR1019970026702A
Authority: KR
Inventors: 강재원
Original assignee: 강재원
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 2000-02-01
Also published as: KR19990002945A

Abstract

본 발명은 쓰레기 등의 폐기물을 소각 처리시에 발생되는 다이옥신 및 유해가스를 제거하여 정제된 연소 가스를 대기중으로 배출시킬 수 있는 접선 혼합식 다이옥신 및 유해 가스 처리방법 및 처리장치에 관한 것으로, 연소 가스 입구(6)를 하단 측벽의 내주면 접선을 따라 연결되도록 형성하며 상부측에 연소 가스 출구(4)를 갖는 반응탑(2)을 형성하고, 상기 반응탑(2)의 상부 외주측에 다이옥신 및 유해가스 처리용 분사 노즐을 형성하고, 그리고 상기 반응탑(2)의 하부측에는 반응 생성물 저장 박스(10)를 형성하도록 구성하고 있으며, 또한 상기의 처리방법은 소각로에서 발생되는 연소 가스의 다이옥신, 중금속류, 염화수소, 황산화물 등을 반응탑내로 인입해서 접선방향으로 선회시키는 단계와, 반응탑내로 유입되는 연소 가스량에 따라 각도 변경 가능한 분사 노즐을 통하여 1~5kg/cm²의 공기 압력으로 활성탄 및 소석회를 각각 분사시키는 단계와, 그리고 다이옥신, 중금속류, 염화수소, 황산화물 등을 활성탄과 소석회로 동시에 흡착 반응시켜 유해 가스를 완전히 제거하는 단계로 구성한 것이다.

Description

접선 혼합식 다이옥신 및 유해가스 처리방법 및 그 처리장치

본 발명은 다이옥신 및 유해가스 처리방법 및 그 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐기물 소각 처리시에 발생되는 다이옥신 및 유해가스를 제거하여 정제된 연소 가스를 대기중으로 배출시킬 수 있는 접선 혼합식 다이옥신 및 유해가스 처리방법 및 그 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업 사회의 발달로 인하여 산업 폐기물이나 가정용 쓰레기 등이 증가하면서 재활용이 불가능한 것은 임의로 매립하거나 소각하는 방법으로 처리하여 왔었다.

최근에는 상기와 같은 폐기물이 기하 급수적으로 발생되므로 인해 쓰레기 매립지는 포화 상태일 뿐만 아니라, PVC 및 플라스틱류와 같은 폐기물은 썩지 않고 토양을 황폐화시키고 있다. 따라서, 이러한 산업용 폐기물이나 재활용이 불가능한 썩지 않는 폐기물들은 소각 처리하는 방법으로 폐기물을 신속히 감량화, 안정화를 추구하며, 소각 과정에서 발생되는 폐열을 에너지로 회수하는 방법을 사용하고 있다.

그러나, 상기와 같은 재활용이 불가능한 PVC나 플라스틱류 등의 폐기물을 소각하는 과정에서 배출되는 연소 가스는 완전히 정제되지 않은 미연소 가스로서, 대기 오염 물질을 배출시키므로써 환경을 오염시키는 문제점이 크게 대두되고 있다.

그동안 전세계적으로 소각 과정에서 배출되는 대기오염물질 중에서 분진이나 염화수소(HCl), 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등 산성가스를 제거하는 기술들이 부분적으로는 개발되어 상용화되고 있으나, 다이옥신(DIOXIN)이나 퓨란(FURAN), 중금속품 제거하는 기술은 미약한 실정에 있다.

또, 상기 소각 과정에서 발생되는 다이옥신은 세계 보건 지구(WHO)가 발표한 것으로 발암물질 1등급으로 규정하고 있는 것으로 인체에 매우 유해한 가스로 PVC나 플라스틱과 같은 물질을 태울 때 발생하는 염소 유기화합물로 이 물질은 대기중에 흩어진 뒤 비와 함께 땅이나 흙에 섞여 먹이 사슬을 통하여 인간에게 전달되어 암이나 각종 면역체계나 신경체계의 파괴등 수많은 질병을 유발시키는 것으로 알려져 있다.

상기와 같은 문제점이 있음에도 불구하고, 쓰레기 소각 처리 업체에서는 쓰레기 량만 줄이는데 급급해서 무조건 태워 없애면서 폐기물에서 발생되는 유해가스는 그대로 대기중으로 방출하고 있어 환경 오염에 매우 심각한 문제를 일으키고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 폐기물의 처리 과정중 소각시에 발생되는 대기 오염 물질 중에서 독성이 매우 강한 다이옥신, 퓨란, 중금속 및 산성가스까지 동시에 흡착, 반응 제거시킬 수 있는 다이옥신, 유해가스 처리방법 및 그 처리장치를 제공함에 있다.

제1도는 본 발명의 접선 혼합식 다이옥신 및 유해가스 처리장치의 부분 절개도.

제2도는 제1도의 정단면도.

제3도는 제2도의 A-A′의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 반응탑 4 : 연소 가스 출구

6 : 연소 가스 입구 8 : 조절봉

10 : 저장 박스 12 : 제2b분사 노즐

14 : 제2a분사 노즐 18 : 제1a분사 노즐

16 : 제1b분사 노즐 24 : 접선각 조절링

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다이옥신 및 유해가스 처리장치는, 연소 가스 입구를 하단 측벽의 내주면 접선을 따라 연결되도록 형성하며 상부측에 연소 가스 출구를 갖는 반응탑을 형성하고, 상기 반응탑의 상부 외주측에 다이옥신 및 유해가스 처리용 분사 노즐을 형성하고, 그리고 상기 반응탑의 하부측에는 반응 생성물 저장 박스를 형성하도록 구성한 특징이 있다. 그리고, 상기 분사노즐은 상단부에 활성탄 분사노즐이 배열되고, 하단부에 소석회 분사노즐이 배열된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 접선 혼합식 다이옥신, 유해가스 처리장치를 이용한 처리방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 아래와 같이 설명한다.

제1도는 본 발명의 접선 혼합식 다이옥신, 유해가스 처리장치의 부분 절개도이고, 제2도는 제1도의 정단면도이고, 제3도는 제2도의 A-A′의 단면도를 나타내고 있다.

본 발명의 다이옥신, 유해가스의 처리방법은, 일반적으로 소각로에서 발생되는 연소 가스의 다이옥신과 중금속류 등은 소각 과정에서 불완전 연소된 유기 물질이 염소공여체에 의해서 생성되어 900℃ 이상의 고온에서 열분해 되었다가 다시 300~400℃ 부근에서 재합성 배출되고 있으며, 소각 물질속에 함유된 수은과 같은 중금속류가 기화될 뿐만 아니라, 비산되는 분진과 함께 염화수소 가스나 황산화물이 배출되어 산성가스의 원인 물질이 되고 있다.

상기 소각로에서 폐기물이 연소된 후 발생되는 연소 가스는 불완전 연소된 유기 물질이 염소공여체에 의해서 생성되어 900℃ 이상의 고온에서 열분해 되었다가 다시 300~400℃ 부근에서 재합성 배출되는 미연소 가스로서, 비산재와 함께 다이옥신이나, 중금속, 염화수소, 황산화물 등을 포함하고 있으며, 도시하지는 않았지만 폐열보일러를 지나 250~300℃ 정도로 냉각되어 배출된다.

상기와 같이 소각로에서 배출된 미연소 가스를 본 발명의 다이옥신 및 유해가스 처리장치의 반응탑(2) 하부측에 형성되어 있는 연소 가스 입구(6)로 유입시킨다.

반응탑(2)내로 인입된 미연소 가스는 내부 측벽을 따라 원심력을 받으면서 반응탑(2)의 하단부에서 상부로 선회 이동하게 한후, 반응탑 측벽에 설치된 분사노즐을 통하여 1~5kg/cm²의 공기 압력으로 활성탄(Powdered Activated carbon) 및 소석회(Lime Slurry)를 각각 분사시킨 다음, 다이옥신, 중금속류, 염화수소, 황산화물 등을 활성탄과 소석회로 동시에 흡착 반응시켜 유해가스를 처리하도록 구성하고 있다.

상기의 방법으로 미연소 가스중에 함유되어 있는 염화수소, 황산화물등은 1차 소석회와 반응하여 처리되고, 다이옥신, 중금속류는 2차 활성탄에 흡착되어 제거된다.

이와 같이 반응, 흡착된 생성물은 분체상태로 반응탑(2)의 하부측에 형성되어 있는 반응 생성물 저장 박스(9)로 저장된 후 배출된다.

그리고 반응 흡착 제거된 미연소 가스는 그 다음 단계로, 도시하지는 않았지만 여과 집진 및 배풍기로 공급되는데 배풍기의 압력에 유도되어 여과 집진기쪽으로 흡입되어 안전하게 배출된다.

상기 제1도, 제2도, 제3도에 도시된 바와 같이 상기의 구성과 작용을 상세하게 설명하면, 소각로에서 소각된 폐기물에서 발생되는 미연소 가스중에 섞여 있는 다이옥신 및 여러 가지의 유해가스를 연소 가스 입구(6)로 인입시키면 상기 연소 가스 입구(6)는 반응탑(2)의 내주면 접선 방향을 따라 형성되어 있어, 인입된 미연소 가스는 반응탑의 내주면을 따라 회전하게 되어 미연소 가스는 가스의 흐름(B)과 같이 선회한다.

상기 연소 가스 입구(6)로 공급된 미연소 가스를 반응탑(2)의 상부측으로 이동되는 미연소 가스중에 폐기물의 연소시에 발생된 다이옥신 및 유해가스를 제거하기 위하여 반응탑(2)의 상단측 외주면에 제1a분사 노즐(18)과, 제1b분사 노즐(16)과, 제2a분사 노즐(14)과, 제2b분사 노즐(12)을 일렬로 형성시켜 상기의 분사 노즐을 이용하여 활성탄 및 소석회를 공급하도록 하여 다이옥신 및 유해가스와 반응시켜 제거시키도록 구성하고 있다.

또한 미연소 가스에 섞여 있는 다이옥신 및 유해가스를 완전히 제거하기 위하여 반응탑(2) 내에서 미연소 가스를 제1a분사 노즐(18)과, 제1b분사 노즐(16)과, 제2a분사 노즐(14)과, 제2b분사 노즐(12)에서 공급되는 활성탄과 소석회와의 혼합도를 높이고 반응체류시간을 향상시키기 위하여 각각의 분사 노즐 끝단측에 설치된 분사각 조절봉(8)을 이용하여 상하각(α)을 조절하고, 상기 반응탑(2)의 상단부측에 형성되어 있는 제1a분사 노즐(18)을 접선각(β)의 변화를 줄 수 있도록 접선각 조절링(24)을 형성하여 분사 노즐을 구성하고 있다.

상기의 분사 노즐을 이용하여 반응탑(2)의 내부에 공급되어 있는 미연소 가스중에 포함되어 있는 다이옥신 및 유해가스를 더욱 안전하게 제거시키기 위해서는 반응탑(2)의 내부에 미연소 가스를 분사 노즐에서 분사되는 활성탄 및 소석회와 혼합도를 높여 반응시켜 제거하여야 하기 때문에 분사각의 상하각(α)과 접선각(β)을 적절하게 조절하면 반응탑(2)의 내부에서 체류되는 시간이 지연되므로 효과적으로 다이옥신 및 유해가스를 흡착 반응시켜 제거할 수 있다.

상기의 반응탑(2)에 길이방향으로 1개층 이상 형성되며, 각층별로 원주방향으로 2개이상 형성되어 있는 분사 노즐은 반응탑(2)의 외부측에서 조절이 가능한 것으로 분사조절봉(8)을 이용하여 상하로 움직이면 분산 노즐은 상하각(α)을 모두 동시에 조작할 수 있을 뿐만 아니라, 좌우측으로 분사 노즐의 각도 변경을 하고자 할 때에는 접선각 조절링(24)을 이용하여 회전시키면 접선각(β)을 간단하게 조절할 수 있다.

또한 소각로에서 공급된 미연소 가스를 반응탑(2)에서 혼합도를 높여 다이옥신 및 유해가스를 제거할 수 있도록 연소 가스 입구(6)의 위치 구조를 반응탑의 원주 중심 부분이 아닌 외주면 측을 따라 형성하므로 미연소 가스의 흐름(B)을 변경시켜 선회시키므로, 자연스럽게 미연소 가스와 분사 노즐에서 분사되는 소석회, 활성탄을 혼합시킬 수 있도록 구성하고 있다.

상기 미연소 가스중에 함유되어 있는 염화수소, 황산화물등은 1차 소석회와 반응하여 처리되고, 다이옥신, 중금속류는 2차 활성탄에 흡착되어 제거되며 생성된 반응 생성물은 반응탑(2)의 하부측에 형성되어 있는 저장 박스(9)로 포집되고 정화된 가스는 연소가스 출구(4)를 통하여 배출된다.

따라서, 본 발명의 다이옥신, 유해가스 처리방법 및 그 처리장치로 인해 분사 노즐에서 분출되는 활성탄이나 소석회가 연소가스 반응 접촉을 촉진시키도록 분사각을 조절봉과 조절링으로 조절하므로써, 미연소 가스가 반응탑내에서 체류하는 시간을 증대시킬 뿐만 아니라, 충분한 반응 시간을 유지하여 미연소 가스와 분사 매체간에 격렬한 혼합 작용으로 유해가스에 대한 화학 반응과 흡착을 촉진시키므로 암 등을 유발시키는 다이옥신 및 중금속, 염화수소, 황산화물등 유해가스를 동시에 제거시킬 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Claims

폐기물 소각시 발생되는 다이옥신 및 유해가스 처리방법에 있어서, 소각로에서 발생되는 미연소 가스의 다이옥신 및 중금속류 등을 반응탑내로 인입해서 선회시키는 단계와; 상기 단계 후 반응탑 내로 인입 선회되는 미연소 가스는 각도변경 가능한 분사 노즐을 통하여 1~5kg/cm²의 공기압력으로 활성탄 및 소석회를 각각 반응탑의 접선 방향 성분을 가지도록 분사시켜 혼합 반응을 촉진시키는 단계와; 그리고 다이옥신, 중금속류, 염화수소, 황산화물을 활성탄과 소석회로 동시에 흡착 반응시켜 유해가스를 처리하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접전 혼합식 다이옥신 및 유해가스 처리방법.
폐기물 소각시 발생되는 다이옥신 및 유해가스 처리장치를 형성함에 있어서, 연소 가스 입구(6)를 하단 측벽의 내주면 접선을 따라 연결되도록 형성하며 상부측에 연소 가스 출구(4)를 갖는 반응탑(2)을 형성하고, 상기 반응탑(2)의 외주측면 길이방향으로는 각 층별로 2개 이상 분사노즐을 일렬로 관통형성하며, 상기 분사노즐 끝단에 형성되어 분사노즐의 상하각을 조절토록 한 분사각 조절봉(8)과, 상기 반응탑(2)의 상단 측부에 형성되어 접선각을 조절가능토록 한 조절링(24)과, 그리고 상기 반응탑(2)의 하단부에는 반응 생성물 저장박스(10)를 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 접선 혼합식 다이옥신 및 유해가스 처리장치.