KR100248168B1 - 폐기물열처리방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 열 폐기물 처리장치는 탄화가스와 탄화잔류물을 배출하는 탄화반응기(2), 탄화가스가 연소되기 위해 공급되는 연소실(8)로 이루어진다. 잔류물 분리장치(20)에서 분리된 비교적 미세한 탄화잔류물은 연소실(8)로 공급되어 연소된다. 분진폐기물 및/또는 액체폐기물은 연소실(8)에 직접 공급될 수 있다. 또한 연료를 추가로 공급할 수도 있다. 연소실(8)에는 탭 홀(35)이 설치되어 있어서 용융된 슬랙이 이것으로 부터 탬핑(tapping)될 수 있다. 예를들어 수조내에서 냉각된 후, 슬랙은 투화형태(vitrified form)일 수 있다. 연도(flue)가스는 연도가스관(10)을 거쳐서 배출된다. 본 발명은 모든 형태의 폐기물을 처리하는데 적합한 것이다.

Description

폐기물 열처리 방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따른 폐기물 열처리 방법 및 장치를 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 공급 및 주입장치 2 : 탄화반응기 또는 탄화드럼

3 : 배출장치 4 : 탄화가스 배출 분기부(branch)

5 : 이송장치 또는 이송라인 6 : 탄화가스 라인

7 : 버너 8 : 고온 연소실

9 : 단열재 10 : 연도 가스관

11 : 폐열 증기발생장치 12 : 분진 침전장치

13 : 연도가스 정화장치 14 : 배기통

15 : 새 공기 라인 15a : 공기 유입구

16 : 공기 압축기 17 : 연결점

18 : 분기부 19 : 연도 가스 재순환 라인

20 : 잔류물 분리장치 21 : 미립물질 분별 라인

22 : 조립물질 분별 라인 23 : 분쇄장치

24a,b,c : 분쇄된 미립물질 분별 라인

25 : 수용벙커(holding bunker) 26 : 측정장치

27 : 컨테이너 28 : 회분(ash)재순환 라인

29 : 분기 라인 30 : 밸브

31 : 압력-상승 압축기 32 : 액체 폐기물 공급 라인

33 : 분진 폐기물 공급 라인 34 : 추가 연료 공급 라인

35 : 슬래그 출탕구 36 : 물탱크

37 : 폐기물 열흐름 발생장치의 가열면

38 : 가스 압축기

본 발명은 폐기물의 열처리 장치와 처리방법에 관한 것이다. 본 발명의 장치에는 폐기물을 탄화가스 및 고체 탄화잔류물로 전환시키는 탄화반응기, 고체 탄화잔류물용으로 탄화반응기에 연결된 배출장치, 탄화가스와 미세한 분진을 배출시키기 위한 탄화가스 배출 분기부, 및 탄화가스와 미세분진이 공급되는 연소실이 구비되어 있다.

이와 같은 폐기물 열처리 장치는 독일특허 제2,432,504호의 명세서에 개시되어 있다. 이 개시된 장치에는 폐기물(예컨대, 가정의 쓰레기)을 공기가 배제된 채로 300 내지 600℃의 온도에서 탄화시키고, 이렇게 얻어진 탄화가스를 계속해서 코우크스(coke)의 적열 베드(red-hot bed)에 통과시키도록 되어 있는데, 상기 적열베드는 탄화 코우크스가 발생되고, 예열된 새 공기가 도입되므로써 형성된다. 코우크스 베드에는 탄화가스가 고에너지의 연료가스로 전환된다. 이 공정에서는 코우크스 베드를 고온으로 유지시키는데 요구되는 정도의 양 만큼의 산소(공기)가 첨가된다. 탄화공정에서는 탄화코우크스 뿐만 아니라, 경우에 따라 예를 들어, 갈탄 탄화 코우크스 또는 석탄과 같은 고급 탄소 운반체가 코우크스 베드에 공급된다. 얻어진 연료가스에는 사실상 유기 오염물질이 전혀 함유되어 있지 않는데, 이는 연소실과 적열 코우크스 베드를 거쳐 흐르는 동안에 긴 분자사슬이 분해되었기 때문이다. 상기 가스는 열교환기 내에서 냉각된 다음 가스 정화장치에서 정화될 수 있고, 그 다음에 가열용으로나 내연기관용으로 사용될 수 있다. 이러한 연료 가스는 대부분의 경우에 연료 가스 사용자에 바로 인접하여 있지 않는 것이 이 폐기물 열처리 장치의 특성이다. 그러므로 각각의 연료 가스 사용자에게 공급될 수 있는 광범위한 가스 배관 네트워크(network)를 설치하는 비용이 설비비용에 산입되어야 한다. 그러나, 더욱 중요한 것은 고체 탄화 잔류물을 매립해야 한다는 점이다. 이는 잔류물에 존재하는 예컨대, 중금속과 같은 오염물질이 시간의 경과에 따라, 세척 또는 유실되어 나가고 지표수나 흐르는 물에 침투될 우려를 유발시킨다. 또한, 잔류물에 함유된 열에너지가 사용되지 않은 채로 버려지게 된다.

이와 같은 단점을 해소하기 위해, 영국 특허 제 1,562,492호의 명세서에 따르면, 탄화잔류물을 마쇄한 후, 스크린으로 입자가 보다 굵은 물질(예컨대, 금속, 세라믹, 유리와 같은 무기물질)과 보다 미세한 물질(탄소성분의 비율이 높은것)로 분리시키는 방법이 제공되어 있다. 상기 금속은 입자가 보다 굵은 물질 분획으로부터 분리될 수 있다. 이후, 입자가 보다 미세한 물질은 더욱 분쇄된 형태로 석탄과 함께, 연소실내에서 연소되어, 그 열을 이용하게 된다.

탄화공정 과정에서 형성되고 응축기내에서 먼저 고비점의 오일과 타르(tar)가 제거된 탄화가스가 또한 연소실로 공급된다. 여기에서, 공지의 장치에 있는 연소실은 종래의 석탄 연소장치의 소각실(firing chamber)이고 연소실은 증기발생기의 일부인 점을 주목해야 한다. 이러한 설비에 있어서는 보통, 연소실의 벽이 냉각되는 것으로 인해 탄화가스의 연소와 탄화잔류물의 연소로부터 발생된 오염물질의 적어도 일부가 사용되는 연소장치를 통과하여 주변환경(대기, 위험 폐기물 매립지, 토양, 물)으로 배출될 수 있다. 이는 유기 오염물질에만 해당되는 것이 아니고, 예컨대, 산화카드뮴, 산화아연, 산화수은 및 산화탈륨과 같은 중금속 산화물에도 해당된다. 연소실의 잔류물에 대해서는 아무런 교시도 주어진 바 없다.

어떠한 유형이건 간에 유독성 물질로 주변환경이 오염되는 것을 최소화시키는 것이 모든 폐기물 처리의 목적이다.

특히 발열량 값이 낮은 폐기물을 처리할 경우, 종래의 장치에 있어서는 폐기물의 자립(self-supporting)적이고 완전한 연소가 보장되지 않기 때문에 미연소의 오염물질이 잔류하게 된다.

본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 유형의 폐기물 열처리 장치, 바람직하게는 유기 및 무기 오염물질을 대부분 제거할 뿐만 아니라, 더 이상 사용될 수 없어 매립지에 매립해야 하는 잔류물의 형성을 최소화시키는 방법으로서, 발열량 값이 낮은 폐기물을 처리하기 위한 장치를 설계하는 데 있다. 또한, 가능한 한 투자비용이 낮고 장치의 전반적인 효율은 높아야 한다. 뿐만 아니라, 폐기물의 처리공정이 비용 효과적으로 이루어져야만 한다.

적합한 장치를 설계하기 위한 이러한 목적은 본 발명에 따라, 유해 폐기물이 탄화반응기에 공급되고 탄화잔류물을 조립물질 분획과 미립물질 분획으로 분리하는 잔류물 분리장치가 배출장치의 탄화잔류물측에 배열되어 있고, 미립물질 분획용 미립물질 분별 라인이 과량의 산소공급으로 작동되는 연소실로 유도되고, 분진상의 건조된 폐기물 및/또는 액체 폐기물은 라인을 통해 연소실에 직접 공급될 수 있고, 라인을 통해 연소실에 추가 연료가 공급될 수 있고, 연소실에는 공급된 연료에서 발생된 연소가스의 용융 슬래그가 형성될 수 있는 수준의 충분한 온도 및 시간 동안 수용되고, 연소실에는 용융된 슬래그가 냉각후에 유리화된 형태로 태핑(tapping)될 수 있도록 출탕구가 제공되어 있으며, 연소실로부터 스택(stack)까지 연도(flue) 가스관이 통하게 되어있는 방식으로 달성된다.

본 발명에 따르면, 폐기물 처리방법은

a) 대부분의 산소가 배제된 상태로 유해 폐기물을 비교적 저온에서 탄화시켜 탄화가스 및 탄화잔류물을 형성시키는 단계,

b) 탄화잔류물을 미립물질 분획과 조립물질 분획으로 분리시키는 단계,

c) 미립물질 분획 및/또는 분진상태의 건조 폐기물 및/또는 액체 폐기물 및 탄화가스를 연소시켜서, 연도 가스 및 용융된 슬래그를 형성시키는 단계, 및

d) 조립물질 분획을 분리 제거시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 더욱 유리한 구체예는 하기에 구체화되어 있다.

탄화반응기의 배출장치에 연결된 잔류물 분리장치는 탄화잔류물을 예를 들어, 입자가 5mm 보다 큰 조립물질 분획과 예를 들어, 5mm 보다 작은 미립물질 분획으로 분리시키거나 특별하게 스크리닝(screenign)해내는 효과가 있다. 탄화반응기에서 발생하는 미립의 분진은 탄화가스와 함께 직접 연소실로 이송된다. 미립 물질인 대부분의 가연성 성분들(예컨대, 목재, 플라스틱 부분, 섬유상 물질, 및 예를 들어, 유리분진, 돌가루 등과 같은 미세한 불활성 물질로 이루어지는 탄화 코우크스로부터 탄화잔류물의 분리(예를 들어, 스크리닝 방법)에 의해, 조립물질 분획인 불연성 성분(예컨대, 돌, 파쇄유리, 도자기류 잔류물, 금속조각)을 분리시킬 수 있다. 탄화반응기내의 탄화반응에 따라, 더욱 연소되어야 할 물질로부터 불연성 물질을 광범위하게 분리시키는 것은 유출의 문제없이 불연성 물질을 추가 연소시킬 수 있도록 하는 선결조건이다. 동시에, 이 방법에 있어서는 결론적으로, 탄화반응기로부터 배출된 불연성의 금속, 암석 및 유리가 여전히 산화되지 않은 형태, 즉 용이하게 추가 이용될 수 있는 형태로 남아 있게 된다.

최종적으로, 앞서 분리되었던 탄화잔여물과 미립 불활성 물질의 혼합물을 연소시키므로써 추가 열이 발생하게 된다.

본 발명의 구체적인 구체예에 있어서, 먼저 스크리닝 방법 및/또는 송풍 방법(기류 분별법)에 의해서 잔류물 분리장치 내에서 미립물질 분획을 조립물질 분획으로부터 분리시킬 수 있다. 송풍방법의 과정에서는 보다 무거운 조립물질 분획이 남게 되는데, 이러한 방법으로 미립물질 분획이 분리 제거될 수 있다. 이러한 유형의 분리 방법은 신뢰할만 하며, 저렴한 비용으로 수행될 수 있다. 송풍용으로서는 연도 가스관으로부터의 가압 연도가스나 공기를 사용할 수 있다.

용융된 슬래그를 분출하는 연소실은 예를 들어, 통상적인의 구조와 같은 슬래그-탭 챔버(slag-tap chamber)이다. 가연성 물질은 라인이나 기타 이송장치를 거쳐 상기 챔버에 공급된다.

본 발명의 더욱 개선된 이점에 있어서, 용융된 슬래그를 분출하는 연소실은 벽의 온도가 1200℃를 넘는 고온 연소실로서 설계될 수 있으며, 또한 이 온도에서 작동될 수도 있다. 이와 같은 고온에서는, 모든 유기오염 물질이 분해되고, 잔류물이 용융상태가 되어 태핑될 수가 있다. 바람직하게는, 탄화잔류물과 탄화가스 이외에 미립 불활성 물질을 고온 연소실에 공급할 수 있다. 분진상태의 건조된 폐기물과, 예컨대, 화학적 용액과 같은 액체 폐기물을 연소실내로 직접 공급할 수 있다. 만일 폐기물의 발열량 값이 연소에 불충분한 경우에는 예를 들어, 중유 또는 천연가스와 같은 추가 연료를 연소실의 버너에 공급할 수 있다. 탄화가스 연소실은 탄화잔류물 연소실과 다를 수도 있다. 이들은 모두 슬래그-탭 챔버로서 설계될 수 있다. 연도가스에 여전히 존재하는 오염 가스는 시판중인 연도가스 정화장치 내에서 분리될 수 있다.

전술한 장치와 방법은 재료와 에너지의 면에서 폐기물을 이용할 수 있는 가능성이 크다는 것이 특징이다. 방출이 적어, 결과적으로 주변환경을 오염시키지 않는 폐기물 처리라고 할 수 있다. 예를 들어, 디옥신과 푸란과 같은 할로겐화 탄화수소 및 탄화가스에 함유된 기타 유기 오염물질은 무해하게 된다. 연구 결과, 고체 탄화잔류물은 유기 오염물질을 대부분 함유하지 않지만, 종래의 방법으로 무해하게 매립지에 매립시킬 수 없는 카드뮴과 수은과 같은 중금속을 함유하고 있다. 탄화잔류물에 존재하거나 액체형태로 직접 연소실에 공급되는 유기 오염물질은 연소되므로써 파괴된다.

탄화잔류물의 불연성 성분의 일부는 조립형태로 침전될 수 있고, 어떤 상황에서는 더 사용되어질 수도 있으며, 다른 부분은 용융된 슬래그로 전환될 수 있다. 냉각후에 슬래그는 유리화된 형태이다. 슬래그내에 존재하는 예컨대, 중금속과 같은 물질은 안전하게 내장되어 있고 밖으로 유출될 수 없다. 단지 소량이 폐가스만이 생성되고, 공급된 폐기물의 열이용률이 양호한 점은 더욱 유리한 점으로 지적된다.

여기에서 "폐기물"은 가정의 쓰레기와는 구별되는 것으로서, 일반적으로는 예컨대, 유기 또는 무기 오염물질로 토양을 오염시키는 것과 같은 유해 폐기물, 예를 들어, 폐유와 같은 페이스트 형태 및 액체 폐기물, 오염된 목재, 운송사고의 폐기물, 모든 유형의 슬러지, 플라스틱 및 플라스틱 혼합물을 망라하는 것을 의미한다.

"탄화"의 의미는 예컨대, 300-700℃의 상승된 온도에서 주로 유기물질이 열분해되는 것을 의미한다. 탄화 반응은 산소결핍 상태에서 수행된다.

이하, 도면에 나타낸 구체적인 예를 참조로 본 발명의 또 다른 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 하겠다.

도면은 본 발명에 따른 폐기물 열처리 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.

도면에는 폐기물 열처리 장치의 구조 및 각 부품간의 상호작용이 도시되어 있다. 고체 및 페이스트상 폐기물을 탄화반응기(2)로 공급하거나 유입시키는 장치는 부호(1)로 표시하였다. 이와 같은 고체 폐기물은 예를 들어, 처분할 필요가 있는 오염된 토양일 수 있다. 오염원은 중금속, 모든 유형의 유기물질, 또는 HCl 이나 CN^-를 함유하는 무기물질을 포함할 수 있다. 상기 토양은 공업단지로부터 제공될 수도 있고, 운송사고로 오염된 것일수도 있다. 페이스트상 폐기물은 예를 들어, 이 오염된 토양에 예컨대, 탄화반응기(2)의 상류로 첨가되어질 수 있다. 구체예에서, 탄화반응기(2)는 300 내지 700℃에서 산소가 거의 없는 상태에서 작동되는 통상적인 탄화드럼으로서, 휘발성 탄화가스 이외에도 고체 탄화잔류물을 생성한다. 탄화드럼(2)의 하류 배출구쪽에 있는 배출장치(3)는 탄화가스를 배출시키기 위한 탄화가스 배출 분기구(4), 및 고체 탄화잔류물을 배출시키기 위한 탄화잔류물 이송장치 또는 이송라인(5)을 구비하고 있다. 배출장치(3)의 탄화가스 배출 분기부(4)에 연결된 탄화가스 라인(6)은 고온 연소실(8)의 버너(7)에 연결되어 있다.

고온 연소실(8)은 1200℃를 넘는 온도용으로 설계되었다. 이것은 어느 범위 이상으로는 냉각되지 않는다. 이는 1000℃를 넘는 온도범위로 도입된 가스(벽의 온도도 동일함)의 체류시간이 유기 오염물질을 열적으로 파괴시키기에 충분히 길도록 하기 위한 것이다. 체류시간은 불꽃이 완전히 타오르기 시작한 후 약 1초 내지 5초이다. 연소실(8)에는 단열재 또는 단열재(9)가 설치되어 있다. 고온 연소실(8)에서 출발하여, 폐열 증기발생장치(11), 분진 침전장치(12), 연도가스 정화장치(13) 및 배기통(14)은 차례로 서로 일련적으로 연도 가스관(10)에 연결되어 있다. 고온 연소실(8)의 버너(7)는 공기 유입구(15a)로부터 공기 압축기(16)를 거쳐 새로운 공기를 공급하는 새공기 라인(15)으로부터 새로운 공기를 공급받는다. 이 새로운 공기도 또한 예열되도록 되어 있으나 도시되지는 않았다.

도시된 바에 따르면, 연도가스 재순환 라인(19)에 연결된 분기부(18)는 연도 가스관(10)의 연결점(17)에 있는 분진 침전장치(12)의 하류에 제공되어 있다. 이미 냉각되고 분진이 제거된 연도 가스는 상기 라인(19)을 거쳐서, 온도 제어 및 조절용 고온 연소실(8)의 버너(7)로 공급될 수 있다. 다른 방법으로서 또는 추가로, 상기 가스는 버너의 화염내로 송풍될 수도 있다.

폐열 증기발생장치(11)는 연도 가스를 냉각시키고 흡수된 열을 예컨대, 증기 발전소나 지역 난방시설, 또는 또 다른 증기사용자를 위한 경로로 방출 시킨다.

배출장치(3)의 탄화잔류물 라인(5)은 잔류물 분리장치(20)에 공급한다. 스크린(screen)및/또는 공기 분별기로서 설계될 수 있는 이 잔류물 분리장치(20)에 있어서, 배출된 탄화잔류물은 미립물질 분획과 조립물질 분획으로 분리된다. 미립물질 분획은 예를 들어, 가연성 미세분진과 미세한 불활성 물질을 포함한다. 조립물질 분획은 필수적으로 예컨대, 돌, 파쇄된 유리, 도자기 잔류물 및 금속조각과 같은 불활성 성분을 포함한다.

잔류물 분리장치(20)에는 외부로 향하는 2개의 라인, 즉 미립물질 분획용 미립물질 분별 라인(21)과 예컨대, 직경이 5mm을 초과하는 조립물질분별 라인(22)이 구비되어 있다. 미립물질 분별 라인(21)은 분쇄장치(23)로 이어진다. 여기서, 라인(24a)은 분쇄된 미립물질 분획용 수용벙커(임시저장)(25)로 이어진다. 라인(24b)은 수용벙커(25)로부터 출발한다. 여기에서 라인(24b)은 가스/분진이 조합된 버너(7)로 직접 이어진다. 다른 방법으로서는, 라인(24c)(점선표시)으로서 별도의 분진버너(7a)에 도달할 수 있다. 라인(24b)에는, 예컨대, 연소실(8)의 온도 또는 연소실(8)에서 나오는 열을 조절하기 위한 조절 운반수단과 같은 측정장치(26)가 있다.

고밀도의 조립물질 분별 라인(22)은 컨테이너(27)로 이어진다. 이 컨테이너에는 주로, 돌, 유리, 세라믹 물질이 수집되고, 또한 금속조각들이 수집된다. 이 물질들은 재사용되도록 처리될 수 있다. 라인(22)은 또한 돌, 유리 및 세라믹 조각들로부터 금속 조각을 분리해 내는 금속 분리장치(도시되지 않음)로 이어질 수 수도 있다.

분진 침전장치(12)와, 어떤 경우에는 폐열 증기발생장치(11)에서도 생성되는 미세한 회분(분진)은 회분 재순환 라인(28)을 거쳐서 고온 연소실(8)로 송풍될 수도 있고, 또는 회분 재순환 라인(28)으로부터 점선으로 나타낸 분기 라인(29)을 거쳐 탄화드럼(2)으로 귀환될 수도 있다. 송풍시키기 위해서, 회분 재순환 라인(28)은 밸브(30)를 거치고 압력상승 압축기(31)를 거쳐 분진 침전장치(12)의 분기부에서 연도 가스관(10)에 연결되어 있다. 분진은 공기에 의해 운반될 수도 있다.

예컨대, 폐유 및 변압기유(transformer oil)와 같은 액체 폐기물은 버너(7)로 직접 공급될 수 있다. 공급라인(32)은 이러한 목적을 위해 사용된다. 예컨대, 분쇄된 화학물질과 같은 분진형 및 건조형의 폐기물은 공급라인(33)을 거쳐 라인(24b)으로 직접 공급되고 이는 버너(7)에서 끝나도록 되어 있다. 공급된 물질이 버너(7)를 작동시키기에 불충분한 경우, 예컨대, 중유나 천연 가스와 같은 추가의 연료를 공급라인(34)을 거쳐 버너(7)에 제공할 수 있다.

고온 연소실(8)에는 슬래그 출탕구(25)가 설치되어 있다. 이 홀을 경유하여 용융 슬래그가 물탱크(36)로 전달된다. 슬래그는 물탱크에서 고형화되고 유리형 입자를 생성하게 된다.

탄화드럼(2)에서의 가열시에 폐기물은 300℃ 내지 600℃로 부분적으로 기화된다. 생성된 탄화가스 및 생성된 미립분진의 일부는 배출장치(3)의 배출 분기부나 탄화가스 배출 분기부(4) 및 탄화가스 라인(6)을 거쳐 고온 연소실(8)의 버너(7)로 전달된다. 고온 연소실(8)에서 유기 및 무기 오염물질을 함유하는 탄화가스는 새 공기 라인(15)을 거쳐 공기 압축기(16)에 의해 공급된 새로운 공기와 함께, 즉 과량의 산소 또는 공기와 함께 연소된다. 이럴 경우, 고온 연소실(8)내의온도는 1200℃를 넘는 온도에서 유지된다. 이 고온에서 유기 오염물질의 비교적 긴 분자사슬은 모두 파괴된다. 가스를 약 1200℃정도의 온도로 충분한 시간 동안 지속적으로 유지시키기 위하여, 고온 연소실(8)은 구체적으로 예시되는 어느 정도 이상으로는 냉각되지 않는다. 온도를 1200℃를 넘는 표시값으로 조절하는 것은 조절기(도시되지 않음)에 의해, 예를 들어, 탄화잔류물을 조절하여 첨가하거나, 폐열 증기발생장치(11)의 하류측으로 또는 구체적인 실시예에 도시된 대로 분진 침전장치(12)의 하류측으로 분기되어 나가서 연도가스 재순환 라인(19)을 거쳐 버너(7)에 공급되는 냉각된 연도가스를 강약의 강도로 송풍시키므로써, 또는 별도의 연료나 예를 들어, 폐유 등과 같이 발열량 값이 높은 액체 폐기물을 추가로 연소시키므로써 달성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 연소실 온도나 화염의 온도를 조절하기 위하여, 냉각된 연도가스는 고온 연소실(8)의 버너(7)로 직접 도입될 수 있다. 그러나 연도가스는 화염의 옆으로 송풍될 수도 있다. 본원에서 보다 상세하게 설명되어 있지 않은 방법으로 외부 및/또는 내부 소비자를 위한 공정 증기로 사용될 수 있는 증기는 폐열 증기발생장치(11)의 가열면(37)에서 발생된다.

연도가스 재순환 라인(19)과 새 공기 라인(15)에 각각 설치된 가스 압축기(38 및 16)는 가스의 운반용으로 사용된다.

배출장치(3)에 의해 탄화드럼(2)으로부터 취해진 고체 탄화 잔류물은 잔류물 분리장치(20)내에서 미립물질 분획과 조립물질 분획으로 분리된다. 미립물질 분획은 분쇄장치(23)로 전달된다. 분쇄장치(23)는 롤(roll) 타입 분쇄기인 것이 바람직하다.

분진 침전장치(12)와 폐열 증기발생장치(11)에서 취한 가벼운 회분을 회분 재순환 라인(28)에 의해 고온 연소실(8)로 재순환시키면 그 안에서 가벼운 회분이 융해되고 고온 연소실(8)의 슬래그와 혼합된다. 같은 방법으로, 만일 가벼운 회분이 분기 라인(29)을 거쳐서 탄화드럼(2)으로 재순환되면, 이 가벼운 회분은 잔류물과 함께 혼합되고 탄화가스 분진이나 미립잔류물과 함께 연소실(8)내로 도입된다. 슬래그는 고온 연소실(8)의 하단부에 있는 출탕구(35)에서 태핑되고, 습윤한 슬래그 제거장치의 물탱크(36)에서 급냉된다. 수조내에서는 도로 건설용 및 이와 유사한 용도의 입자가 형성된다.

고온 연소실(8)로 도입되기 전에, 미립물질 분획들, 즉 가연성 성분과 미립 불활성 물질로부터 탄화잔류물의 조립물질 분획, 특히 모든 금속 조각을 분리해낸 결과는 다음과 같다 : 분리된 조립물질 분획은 장치의 상기와 같은 점에 있어서, 위생적으로 허용될 만큼 순수한 상태에 있으므로 일시적으로 저장하였다가 차후로 운송하기에 매우 적당하다. 이때 산화되지 않은 상태의 금속은 추가 가공하기에 특히 유리하다. 동시에, 돌, 세라믹 조각 및 파쇄된 유리는 잔류물 분리장치(20)에서 분리하여 아무런 문제없이 더 이용되거나 매립지에 매립시킬 수도 있다. 이 결과, 미립물질 분획을 분쇄하기 위한 장치(23)의 비용은 매우 적게 된다.

탄화온도에서 이미 증기화되고 탄화잔류물에 부착된 예컨대, 수은 및 카드뮴과 같은 중금속은 미세분진이 연소되는 동안에 고온 연소실(8)내에서 증기화되고, 산화된다. 상기 중금속은 부분적으로는, 장치(11 및 12)내에서 미세 분진과의 고체상태인 예컨대, 산화카드뮴과 산화아연으로서 수득되고, 부분적으로는 연도가스 정화장치(13)로부터의 침전된 고체내에서 예컨대, 산화수은으로서 수득된다.

가벼운 분진이 라인(28)을 거쳐 고온 연소실(8)로 재순환된 결과로서, 이러한 중금속은 슬래그에 고정될 때까지 재순환되거나 연도 가스 정화로부터의 고형물을 통해 시스템에서 제거된다.

연도가스중의 산화질소 함량은 폐기물 열처리 장치내에서 낮은 수준으로 유지될 수 있다. 이는 냉각된 연도가스를 직접 버너(7)에 혼합시켰거나, 버너(7)와 인접한 고온 연소실(8)로 보낸 것에 기인한다(연도가스 재순환).

Claims (22)

1. 폐기물을 탄화가스와 고체 탄화잔류물로 전환시키는 탄화반응기(2), 탄화반응기(2)에 연결된 고체 탄화잔류물용 배출장치(3), 탄화가스와 미세 분진을 배출시키기 위한 탄화가스 배출 분기부(4), 및 탄화가스와 미세한 분진이 공급되는 연소실(8)이 구비된 폐기물 열처리 장치에 있어서, 유해 폐기물이 탄화반응기(2)에 공급될 수 있고, 탄화잔류물을 조립물질 분획과 미립물질 분획으로 분리시키기 위한 잔류물 분리장치(3,20)가 배출장치(3)의 탄화잔류물측에 설치되어 있고, 미립물질 분획용 미립물질 분별라인(21)이 과량의 산소와 함께 작동되는 연소실(8)로 연결되고, 분진상태의 건조 폐기물 또는 액체 폐기물이 라인(32,33)을 통해 직접 연소실(8)로 공급될 수 있고, 추가 연료가 라인(24)을 통해 연소실(8)로 공급될 수 있고, 연소실(8)에는 공급된 연료에서 발생된 연소가스가 용융슬래그가 형성되기에 충분한 온도와 시간 동안 유지되고, 연소실(8)에는 냉각후에 유리화된 형태인 용융된 슬래그가 태핑될 수 있는 출탕구(35)가 장착되어 있으며, 연도 가스관(10)이 연소실(8)로부터 배기통(14)에 연결됨을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 오염된 토양, 오염된 조립 폐기물, 페이스트상 폐기물, 액체 폐기물 또는 분진상의 불활성 폐기물을 탄화반응기(2)에 공급함을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 잔류물 분리장치(20)가 미립물질 분획용 이송로(21)를 거쳐, 연소실(8)에 연결된 분쇄장치(23)로 연결됨을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연소실(8)이 1200℃를 넘는 온도용으로 설계되고, 공급된 가스가 1200℃를 넘는 온도로 유지됨을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 미립물질 분획을 임시 저장하기 위한 수용벙커(25)가 잔류물 분리장치(3,20)를 연소실(8)에 연결시키는 라인(21, 24)에 연결됨을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 임시로 저장된 잔류물을 연소실(8)로 공급하는 측정장치(26)가 제공되므로써 폐열 증기발생장치(11)의 유출열을 조절함을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연도 가스로부터 침전된 가벼운 분진을 연소실(8)로 귀환시키는 재순환 라인(28)이 구비됨을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연도 가스를 연도 가스관(10)으로부터 연소실(8)로 재순환시키는 라인(19)이 구비되며, 이 라인을 통해 연도 가스의 일부가 온도조절을 위해 연소실(8)로 귀환될 수 있음을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
9. 제1항에 있어서, 연소실(9)이 부분적으로 냉각되지 않음을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
10. 제1항에 있어서, 주입장치(1)가 구비되어, 이를 통해 폐기물이 분쇄되지 않은 상태로 탄화반응기(2)로 공급될 수 있음을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
11. 제1항에 있어서, 연소실(8)로부터 태핑된 슬래그를 과립화시키기 위한 수조(36)가 구비됨을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
12. 제9항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 연소실(8)에 단열재(9)가 구비됨을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
13. a) 유해 폐기물을 약 300℃ 내지 700℃에서 탄화가스와 탄화잔류물로 전환시키는 탄화반응기(2), b) 탄화가스와 탄화잔류물용 하류 배출장치(3), c) 탄화가스용으로 가스측에 연결되어 있고, 소정의 온도로 가열되었을 때, 공급가스와 함께 도입된 유기 오염물질이 열에 의해 확실하게 파괴될 수 있도록 1200℃를 넘는 온도용으로 설계되어 있으며, 냉각된 후에는 용융된 슬래그를 유리화된 형태로 태핑하기 위한 출탕구(35)가 구비된 연소실(8), d) 배출장치(3)의 탄화잔류물을 직경이 더 큰 조립물질 분획과 더 작은 미립물질 분획으로 분리시키고, 잔류물 중에서 직경이 더 작은 미립물질분획을 분쇄장치(23)를 거쳐 연소실(8)에 공급하는 잔류물 분리장치(20), 및 e) 분진상의 건조한 폐기물, 액체 폐기물 및 추가 연료를 연소실(8)로 공급하는 공급라인(33,32,34)을 포함함을 특징으로 하는 폐기물 열처리 장치.
14. a) 유해 폐기물을 산소가 거의 배제된 상태에서 저온으로 탄화시켜 탄화가스와 탄화잔류물을 형성시키는 단계, b) 탄화잔류물을 미립물질 분획과 조립물질 분획으로 분리시키는 단계, c) 미립물질 분획, 분진상의 건조폐기물 또는 액체 폐기물과 탄화가스를 연소시켜 연도 가스와 용융된 슬래그를 형성시키는 단계, 및 d) 조립물질 분획을 분리시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 폐기물 열처리 방법.
15. 제14항에 있어서, 유해 폐기물이 오염된 토양, 오염된 조립 폐기물, 페이스트상 폐기물, 액체 폐기물 또는 불활성 폐기물임을 특징으로 하는 폐기물 열처리 방법.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 미립물질 분획을 추가로 분쇄시킴을 특징으로 하는 폐기물 열처리 방법.
17. 제14항 또는 제15항에 있어서, 미립물질 분획, 분진상의 건조 폐기물 또는 액체 폐기물과 탄화가스를 추가 연료와 함께 연소시킴을 특징으로 하는 폐기물 열처리 방법.
18. 제14항 또는 제15항에 있어서, 분진이 연도 가스로부터 침전되고, 슬래그로 용해됨을 특징으로 하는 폐기물 열처리 방법.
19. 제14항 또는 제15항에 있어서, 정화된 연도 가스를 연소중인 탄화가스에 온도조절용으로 혼합시킴을 특징으로 하는 폐기물 열처리 방법.
20. 제14항 또는 제15항에 있어서, 미립물질 분획이 연소되기 전에 임시로 저장됨을 특징으로 하는 폐기물 열처리 방법.
21. 제14항 또는 제15항에 있어서, 중금속 산화물이 풍부한 가벼운 분진이 연도 가스로부터 침전되며, 중금속 산화물을 재생시키기 위한 원재료로서 사용됨을 특징으로 하는 폐기물 열처리 방법.
22. 냉각후, 건축용으로 제14항에 따른 용융된 슬래그를 사용하는 방법.