KR100310857B1 - 폐기물용해로의연소및용해방법 - Google Patents

Abstract

장입 재료를 횡단면 방향내에서 아래로 균일하게 이동하는 것에 의해 폐기물

이 아래로 이동하는 상태에서 실패하는 것을 방지하고, 또는 국부적으로 농축된 가스의 흐름에 의해 폐기물 및 가스사이에서 열 교환의 악화를 최소화하기 위해, 상기 폐기물의 용해조건을 안정되게 할 수 있고 폐기물 처리 속도의 분산이 상기 폐기물의 성분에 관계없이 억제될 수 있고, 상기 연소 및 용해대내 위 및 아래에 다수의 하단 송풍구 배열에 의해, 주로 연소 부양 가스를 공급하므로써 탄소 대량의 가연성재를 연소하고, 및 상기 하단 송풍구의 상부 위치 위 및 아래에 다주의 상단

송풍구를 배열하고, 여기에서, 연소 부양가스를 공급하므로써 폐기물의 일부를 연소하기 위한 시간, 폐기물 일톤당 상기 연소 부양가스는 동등한 산소 함량의 130내지 60ONm³을 공급하고, 상단 송풍구로부터 상기 부양가스 공급속도는 상단 및 하단 송풍구의 전체양에 대해 0.2 내지 0.8이고, 추가적으로 하단 송풍구로부터 산소공급속도는 상기 폐기물 장입층 위의 상부 위치에서 상기 배기가스 온도가 150 내지 700℃가 되도록 탄소 대량의 가연성재의 이론적 산소양에 대해 0.8배 이상으로 제어하는 폐기물 용해방법이다.

Description

[발명의 명칭]

폐기물 용해로의 연소 및 용해방법

[도면의 간단한 설명]

도1은 본 발명에 따른 폐기물 용해로의 개요를 나타낸 계략 도해도이고,

도2(a)는 본 발명에 따른 세 번째 기술형태의 상기 폐기물 용해로를 설명하

기 위한 수직 단면도이고 및

도2(b)는 횡단면도이고,

도3은 본 발명에 따른 세 번째 기술형태의 일례에 대한 시간 도표이고,

도4는 본 발명에 따른 세 번째 기술형태의 다른 일례에 대한 시간 도표이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 폐기물 용해로에서 일반 폐기물 및 산업폐기물과 같은 재생되기 위한 폐기물의 처리에 대한 최적의 방법, 특히, 상기 폐기물의 성분이 변할지라도안정화될 수 있는 상기 폐기물 용해로의 조업에 의한 연소 및 용해방법 및 추가적으로 상기 방법이 폐기물의 다양한 성분의 처리에 적용될 수 있고, 더욱 추가적으로는 상기 방법이 넓은 영역 폐기물 처분 및 그들이 같은 폐기물 용해로에서 처리되었을 때 소각 잔재물, 재생 폐기물 및 슬러지의 처리에 관한 것이다.

[종래기술]

최근에, 도시등지에서 발생된 폐기물이 열 분해 수단에 의하여 처리되는 수많은 장치가 제안되었다. 추가적으로, 열 분해의 잔재물이 잔재물의 부피를 감소하고 추가적으로 위험한 성분의 양을 감소시키기 위해서 용해되는 수많은 용광로가 제안되었다. 일본 공개 특허공보 (고고꾸) 제46-34349 및 제52-24790호에서는 이 기술내에서 주요한 기술이 제안되었다. 도1을 참고로, 용해 형태 열 분해 폐기물 처리 장치는 아래에 설명되겠지만 상기 특허 공개공보에 의하여 나타내어졌다. 도1은 상기 연소 및 용해로내에서 반응을 나타낸 단면도이다. 폐기물과 코우크스는 상기 노 상부에 배열된 장입구(11)로부터 노흉부(1a) 내부로 장입된다. 이러한 장입된 폐기물 및 코우크스는 노내에서 장입층(패킹층)을 형성하면서 연속적으로 아래로 이동한다. 그들이 아래로 이동한 후 폐기물은 연속적으로 반응가스(열적분해가스)의 작용에 의해 용해되고 상기 노내에서 상승을 일으킨다. 상기 처리내에서 생성된 연소가스는 도면에는 나타나지 않았지만 배기가스 처리장치인 상기 장입포트 부근에 설치된 상기 배기가스 파이프(도관)로부터 전달된다. 상기 배기가스 처리 장치내에서 상기 배기 가스상태에서 열은 회수되고 상기 배기가스는 가스 처리된다.

명료하게, 상기 장입구(11)로부터 상기 노내로 장입된 폐기물은 상기 노 흉부(1a)내에 축적된다. 물은 상기 노 흉부(1a)의 최상부(6)내에서 상기 폐기물로부터 제거된다. 저 흉부 및 보시(bosh)부(5)는 열분해대(7)를 구성한다. 열분해대의 상기 하부에는 탄화물로 이루어진 많은 양의 목탄이 존재한다. 탄소의 대량 가연성재는, 송풍구로부터 공급된 연소부양가스의 작용에 의해 연소되는 코우크스 및 석탄과 같이, 본 명세서 내에서는 코우크스로써 인용될 것이다. 상기 가연성재가 연소되는 노의 상기 부분이 연소 및 용해 영역(8)으로 인용되었다. 상기 용해 슬래그 및 철이 바신(basin)(13)내에 보유되는 것으로부터, 그들은 간헐적으로 상기 슬래그. 배출구가 드릴 및 다른 기구에 의해 개방될 때 상기 바신(13) 부근에 배열된 상기 슬래그 배출구(상기 도면에서는 미도시)로부터 배출된다. 슬래그가 상기 노로부터 배출된 후, 상기 슬래그 배출구는 모르타르 또는 그와 같은 물질로 폐쇄된다.인용부호 10은 이것이 인용부호 5 및 1a로 비교될 때 일반 용어로써 노상부로 불리어진다. 연소와 열분해과정에서 생산된 배기가스는 도관(12)로부터 배출된다.

폐기물이 노내로 장입된 후, 이것은 건조, 열분해 및 연소용해의 세 단계로 처리된다. 만약 상기 폐기물이 충분히 건조되지 않았다면, 많은 양의 수분을 함유한 폐기물은 상기 연소 및 용해대로 들어간다. 결과적으로, 상기 연소 및 용해대에서 온도는 뚜렷하게 저하된다. 따라서, 이것은 동시에 다음의 두 가지 기능을 제공할 필요가 있다. 하나는 노내로 장입되는 폐기물을 건조하기 위한 층분히 많은 양의 열을 제공하는 것이고, 다른 하나는 발열반응을 발생시켜 상기 폐기물을 용해하기 위한 충분히 많은 양의 열을 제공하는 것이다.

상기 관계에서, 폐기물의 일례는 가연성재 47.4%, 쓰레기 26,6%, 고무 및 플라스틱 8.0%, 및 비 가연성재 18.0%(수분 함유)의 함유물이 도시에서 발생된다.

이 경우에 있어서, 폐기물내 수분 함유량은 40 내지 60%이다. 따라서, 용해형 분해로가 사용될 때, 이것은 상기 이유에 있어서 폐기물로부터 수분을 제거하는 것이 필요하다.

일본 공개 특허공보 (고고꾸) 제 60-11766호에 기술된 상기 기술에 따라서,이런 기술 분야에서 선행 기술이고, 이것은 상기 보통 폐기물, 넓은 영역 처리 폐기물, 다른 소각장비로부터 재처리되기 위한 소각 잔재물의 성분 변화의 경우, 또는 재생 폐기물, 슬러지, 또는 같은 노내 혼합과정에서 상기 연소 및 용해로를 안정하게 조업하는 것이 불가능하다.

상기 이유는 다음과 같다. 폐기물 또는 비가연성재의 비율이 높을 때, 이것은 예비연료인 코우크스 양을 증가시키는 것이 필요하고, 추가적으로 이것은 코우크스 양을 증가하는 것에 따라 상기 하단 송풍구로부터 공급되는 산소가스의 양을증가 하는 것이 필요하다. 이와 반대로, 가연성의 비율이 높을 때, 상기 노를 안정 하고 효율적으로 조업하기 위해서, 이것은 코우크스 양을 감소 및 상단 송풍구에의해 연소시키기 위한 폐기물의 양을 증가하는 것이 필요하다.

일본 공개특허공보 제 63-3207 및 2-606호에 따라서, 거기에는 탄소 가연성재의 양이 상기 노내로 공급되고 산소를 함유한 가스의 양이 대략 0이 되기 위한 상기 장입층의 상부내에서 상기 산소농도를 유지하고, 또한 700 내지 1200℃로 되는 상기 배기가스 온도를 유지하기 위해서 제어되는 고온도의 노상부 위로 공급되는 방법을 나타내었다. 또한, 거기에는 노내로 장입되는 폐기물의 양이 400 내지 1200℃로 되는 상기 장입층의 상부내에서 상기 연소가스 온도를 유지하기 위해서 제어되는 방법을 나타내었다.

상기 상단 송풍구가 배열되어 있는 상기 전자의 경우에서, 실정이 상기 방법을 적용하는 것이 불가능하다. 즉, 이것은 탄소 가연성재 양 및 고온의 노상부위로 공급되는 산소를 함유한 가스의 양이 제어될 때 단지 상기 노를 안정하게 조업하는 것이 불가능하다.(본 발명에 따라서, 산소 함유 가스는 상기 하단 송풍구로부터 고온의 노상부 위로 공급된다.)

상기 이유에서, 이것은 다음과 같이 기술된 상기 노의 안정한 조업에 도달하는 것이 불가능하다. 단지 탄소 가연성재의 양 및 하단 송풍구로부터 공급되는 산소가스의 양이 제어될 때, 상기 연소 및 용해조건이 변하게 된다. 따라서, 폐기물의 경우에서, 가연성재의 양이 크고, 이것은 적절한 값에서 상기 상단 송풍구에 의해 연소되기 위한 폐기물을 유지한다는 것이 불가능하다. 따라서, 안정 조업은 실행될 수 없다.

상기 건조대, 상기 열 분해대 및 상기 연소 및 용해대내 적재층이 형성되고상기 상단 송풍구가 배치된 후자의 경우에 있어서, 상기 방법을 적용하는 것이 불가능하다. 공급되기 위한 폐기물의 양은 건조대, 열 분해대 및 상기 연소 및 용해대에서 전체 처리속도에 의해 결정된다. 따라서, 상기 상단 송풍구에 의해 연소되기 위한 폐기물의 양이 적절한 값으로 제어되지 않는 한, 이것은 배기가스의 온도조절이 불가능하다.

[발명이 이루고자하는 기술적 과제]

종래 기술에 따라서, 가연성재를 함유한 폐기물에 관하여, 건조대, 열분해대및 연소 용해대의 아래로 이동하는 비가연성재의 온도, 및 또한, 열분해의 잔재물의 온도는 폐기물이 안정하게 용해될 수 있도록 충분히 높게 유지된다. 그러나, 상기 안정한 용해는 단지 처리되기 위한 폐기물의 성분이 보통 변화 영역에서 변할때 도달될 수 있다. 넓은 영역 폐기물 처리의 최근 문제, 또는 다른 소각 장비에 의한 소각 잔재물, 재생 폐기물, 슬러지가 같은 노에서 처리되는 과정에서 처리되기 위한 상기 폐기물의 조성은 크게 변한다. 따라서, 이것은 상기 선행 기술의 수단으로 효율적이고 안정되게 상기 노를 가동시키기에는 어렵다. 이것은 폐기물내에 함유된 코우크스 및 가연성재가 폐기물의 성분이 상기에 기술된 것 처럼 크게 변했을 때 상기 노내에서 가장 적절하게 연소되는 폐기물 연소 및 용해 방법을 실현시키는 것이 본 발명의 목적이다.

상기 폐기물처리가 장입재료의 구성된 상기 적층의 같은 두께의 조건 아래에서 행해졌을 때 변화된 일의 양은 폐기물의 성분이 변했을 때 변한다. 따라서, 이것은 일정한 배기가스 온도를 유지하는 것이 어렵게 된다. 상기 조건에서, 상기 장입재료의 적층 두께가 제어될 때, 가장 적절한 조업에 도달할 수 있고, 안정한 조업을 행할 수 있다.

본 발명은 상기 장입된、폐기물 및 가연성재가 상기 폐기물 용해로내 횡단 방향으로 균일하게 아래로 이동할 수 있고, 균일하게 아래로 내려오는 상기 장입된폐기물 및 가연성재을 방해하는 공동(空洞)들의 발생이 방지될 수 있고, 및 집중된국부적인 가스 흐름에 의해 발생된 일교환의 실패를 최소한 방해할 수 있도록 상기폐기물 용해로의 평면 방향위로 배열된 복수개의 상단 송풍구로부터 상기 폐기물

용해로 안으로 불어넣는 연소 부양 가스의 양을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 요약이 아래에 기술되었다.

(1) 가연성재 및 탄소 대량의 가연성재를 함유한 폐기물이 노내의 상부로부터 장입되고, 건조대를 구비한 장입된 폐기물의 적층, 열 분해 및 연소-용해가 노내에 형성되고, 용해된 폐기물은 상기 노내의 하부로 배출되고, 및 가연성 가스는 상기 노의 상부로 배출되는 폐기물 용해방법은, 상기 연소 및 용해대내에 하단 송풍구의 다수의 단계를 배치하는 단계; 하단연소 부양가스(산소함유)를 공급하므로써 주로 탄소 대량의 가연성재를 연소하는 단계;상기 하단 송풍구의 상부 위치에 상단 송풍구의 다수의 단계를 배치하는 단계; 일부 폐기물이 상단 연소 부양가스를 공급하므로써 연소될 때 상단 및 하단 연소 부양가스내에 함유되는 폐기물의 일톤당 130 내지 60ONm³의 산소를 공급하는 단계; 상단 송풍구로 공급되는 산소량의 비율이 상단 및 하단으로 공급되는 산소 전체량의 0.2 내지 0.8이 될 수 있도록 상기 상단 송풍구로부터 상단 연소 부양 가스를 공급하는 단계; 하단 송풍구로부터 공급되는 산소량이 탄소 대량의 가연성재의 이론적인 산소량의 0.8배 이상으로 될 수 있도록 하단 송풍구로부터 공급되는 산소량을 제어하는 단계; 및 상기 적재된 폐기물층의 배기가스 온도가 150 내지 700℃가 되도록 유지하는 단계를 구성하는 폐기물 용해방법.

(2) 상기 항목 (1)에 따른 폐기물 용해방법에 있어서, 상기 적층의 배기가스온도는 적층 두께를 적용하므로써 제어된다.

(3) 상기 항목 (1)에 따른 폐기물 용해방법에 있어서, 상기 폐기물 용해로의 횡단 방향내에 배열된 다수의 상단 송풍구로부터 대량의 연소 부양가스의 양은 상기 폐기물 용해로의 노흉부의 횡단방향으로 배열된 다수개의 열전대 및 상기 수직방향으로 다수의 단계내에 배일된 열전대를 구비한 상기 폐기물 용해로내에서 온도를 측정하므로써 제어되고, 및 상단 송풍구의 연소 부양가스의 양은 감지된 온도가 이미 선정된 범위에서 벗어날 때 조절된다.

(4) 상기 항목 (1)에 따른 폐기물 용해방법에 있어서, 하단 연소 부양가스의 산소농도는 30%이상이고, 및 상단 연소 부양가스의 산소농도는 21%이하이다.

(5) 상기 항목 (1)에 따른 폐기물 용해방법에 있어서, 탄소의 대량 가연성재내 탄소의 함량은 30%이상이고, 및 탄소의 대량 가연성재내 재의 함유량은 70%이하이다.

(6) 상기 항목 (2)에 따른 폐기물 용해방법을 제공하는 본 발명에 있어서, 적층의 두께는 다음 식을 만족한다.

H/D ≥ 1

여기서, H: 적층의 두께, 하단 송풍구의 끝의 중심부로부터 적층의 상단까지의 높이 (m)이다.

D:상기 노의 최소 내부 직경(m), 상기 노 바닥부내 연소 및 용해영역인 상기노내의 보통 내부 직경이다.

[발명의 구성 및 작용]

본 발명의 발명가들은 폐기물 용해로에 관해서 수많은 실험을 행하여 다음과

같은 지식을 얻었다. 본 발명은 얻어진 지식에 따라 이루어졌다.

첫째, 이것은 1350 내지 1550℃ 온도 범위인 용광로내에 용해 슬래그를 필요로 한다. 이것은 슬래그가 1400 내지 1500℃ 온도 범위인 용광로내에서 용해되는것이 바람직하다. 슬래그가 상기 온도 범위로 가열된 후, 이것은 상기 용광로로부터 배출된다. 슬래그의 온도가 1350℃보다 낮을 때, 폐기물내에 함유된 철은 용해되지 않는다. 따라서, 폐기물내에 함유된 철은 상기 용광로의 기능이 악화되도록 상기 용광로내에 축적된다. 반대로, 높은 온도로 가열된 슬래그는 노내의 내화물질을 현저히 손상시킨다. 이 방법에서, 슬래그가 극도로 높은 온도로 가열될 때 문제는 발생될 수 있다. 상기 이유에 있어서, 상기 용광로의 가장 적절한 조업온도는 상기 노로부터 배출되는 슬래그의 온도가 1400 내지 1500℃ 온도 범위로 될 수 있도록 결정된다.

두번째, 상기 전술한 높은 온도는 단지 폐기물내에 함유된 가연성 물질을 연소시키므로써 성취될 수 없다. 전술된 것 처럼, 폐기물은 상당한 양의 가연성 물질을 함유하고, 및 이것의 낮은 열 발생치는 대략적으로 1000 내지 3000 kca1/kg이다. 그러나, 높은 온도에서 폐기물내에 함유된 상기 가연성 물질을 연소하기 위해서, 높은 농도의 산소를 함유하는 가스를 공급하는 것이 필요하다. 본 발명에 서는, 폐기물내 상기 가연성 물질을 연소하기 위해 사용된 높은 농도의 산소량을 감소키기 위해서, 높은 온도에서 연소될 수 있는 코우크스가 사용되었다.

도시 구역등에서 생산된 보통 폐기물은 단일 단계의 송풍구를 가진 용광로내에서 처리되었다. 상기 실험의 결과에서 처럼, 상기 용광로의 조업은 다음 조업 조건아래 상기 슬래그 온도에서 안정화되었다. 50 내지 150kg의 코우크스는 폐기물일톤에 첨가되었고, 및 연소를 위해 사용된 공기는 연소를 위해 사용된 공기에 대한 산소의 비율이 25 내지 40%가 될 수 있도록 부유한 산소를 가진다. 상기 방법에 서 부유한 산소를 가진 공기는 상기 송풍구로부터 상기 노내로 불어 넣어진다. 상기 조업 조건에서, 상기 노의 조업은 전술한 온도에서 안정화된다. 이 경우에서, 공기에 대한 산소의 비율을 평균조건으로써 약 32%를 만들기 위해서, 순수 산소의 11ONm³이 일톤의 폐기물에 공급되고, 및 또한 코우크스의 1OOkg이 일톤의 폐기물에공급된다. 가능한한 적게 이러한 예비 연료의 양을 감소시키기 위해서, 본 발명은두 단계의 송풍구를 가진 노를 채택하였다. 새로운 상단 송풍구(3)는 도1에 나타낸 것 처럼 하단 송풍구(2) 위에 배열되었다. 따라서, 상기 노로 공급되는 공기의 양은 두 부분으로 분리되는데, 공기의 일부가 상단 송풍구로 공급되고 공기의 다른 부분은 하단 송풍구로 공급된다. 상단 송풍구로 공급되는 공기는 예열되지 않았고, 및 하단 송풍구로 공급되는 공기는 산소 농도가 30 내지 40%이도록 부유한 산소를 가진다. 상기 방법에서 부유한 산소를 가진 공기는 상기 송풍구로부터 상기 노내로 불어 넣어질 때, 노내에 사용된 코우크스양은 일톤의 폐기물당 20 내지 100kg으로 감소하였다. 예를 들면, 하단 송풍구내 산소의 비율이 평균 조업조건에서 28%일때, 순수 산소의 양은 일톤의 폐기물당 24Nm³이고, 및 코우크스 양은 일톤의 폐기물당 20kg이었다.

상기 실험의 결과로써, 이것은 산소와 같은 예비연료의 양이 상기 용해로가 약간 개선되었을 때 크게 감소될 수 있다는 것이 발견되었다.

따라서, 발명가들은 상기 용광로의 가장 적절한 윤곽을 발견하는 실험을 얻어내었다. 상기 송풍구로부터 연소 부양가스의 공급이 노내에서 조업시 멈춰지고 질소가스가 연소 부양가스를 대신하여 공급될 때, 노내에서 반응은 멈춰지고 상기 노는 멈춤 조건상태로 유지된다. 연구가 상기 방법으로 이루어질 때, 수분은 도1에서 나타낸 것처럼 상기 노의 상부내 폐기물로부터 제거되고, 폐기물은 건조된다.

연속적으로, 폐기물은 상기 노내 보쉬부 바로 앞에서 열적으로 분해된다. 따라서, 탄소의 미세 입자들은 상기 보쉬부에 존재한다. 상기 상황의 관점에서, 이것은 폐기물 조각들이, 상기 현상이 변하지 않고, 상기 노내 상부에서 지속된다. 상기 이유에 있어서, 이것은 상기 노내에 상기 보쉬부를 배열하는 것이 필요하고, 및 추가적으로 이것은 상단 송풍구가 상기 노의 이 부분내에서 미세한 입자의 탄화물 연소의 목적을 위해 상기 보쉬부내에 배열되는 것이 필요하다. 상기 하단 송풍구는 상기 노의 노심부내에 배열되고, 및 연소 부양가스는 노내의 코우크스 및 고체 폐기물로부터 생성된 탄소(목탄)가 연소 부양가스의 작용에 의해서 연소되도록 이러한 하단 송풍구로부터 공급된다. 보통, 코우크스는 하단 송풍구에 근접한 부분내에 체류하고, 및 코우크스는 노내 일부에 축적되고, 높이는 하단 송풍구로부터 300 내지 500mm로 된다. 이 부분은 코우크스상으로 인용되었다. 후기에 기술된 것 처럼, 본 발명의 상기 방법은 다음으로 특징지워졌다:폐기물내 함유된 비가연성재료는 상기 노의 하부에서 높은 온도로 용해되었고, 및 폐기물은 상기 노의 상부에서 저온의 다량의 가스에 의해 건조되었다. 상기 이유에 있어서, 이것은 공기가 코우크스 상내로 공급되고 연소가스의 양이 매우 높은 온도의 가스가 희석될 수 있도록 증가되는 것이 바람직하다. 상기 관점으로부터, 상단 송풍구(3)는 300mm로써 하단 송풍구보다 높은 위치에 배열되었다. 하단 송풍구로부터 상단 송풍구까지 거리가 너무 길때 상기 노의 하부내 가스의 온도는 극도로 냉각된다. 따라서, 거기에는 가스가 상단 송풍구(3)에서 다시 발화될 수 없는 가능성이 있다. 결론적으로, 이것은 상단

송풍구(3)이 하단 송풍구(2)의 열 영향이 여전히 유지되는 영역내에 배열되는 것을필요로 한다.

거대 규모 노의 경우에서, 하단 송풍구로부터 상단 송풍구까지 거리는 연장된다. 이 경우에서, 다수의 상단 송풍구가 수직 방향으로 배열될 때 발생되는 문제는 없다.

상기에 기술된 것 처럼, 이것은 상기 노로부터 배출되는 슬래그의 온도가 1350 내지 1550℃의 온도 범위로 유지되는 것이 필요하고, 및 이것은 상기 노로부터 배출되는 슬래그의 온도가 1400 내지 1500℃의 온도 범위로 유지되는 것이 바람직하다. 노의 경우에 있어서 폐기물은 하단 송풍구의 일단계에 의해 처리되고, 폐기물내에 함유된 비가연성 재료는 코우크스가 하단 송풍구에 근접한 부분내 높은 온도에서 연소될 때 용해된다. 연속적으로, 페기물은 열적으로 분해되고 높은 온도에서 상기 연소가스에 의해 건조된다. 따라서, 폐기물의 성분이 변하게 되고 폐기물내에 함유된 수분의 양은 증가될 때, 즉, 상기 연소가스에 의해 수행되는 건조조업이 강력하게 해야만 할 때, 또는 용해되기 위한 재료의 양이 많을 때, 즉, 폐기물이 용해될 수 있도록 높은 온도로 가열되어야 할 때, 단지 일단계의 하단 송풍구가 배열된 상기 노의 장치는 적절하지 못하다.

상단 및 하단 송풍구의 두 단계가 본 발명에 따른 상기 노내에 배열될 때, 상기 문제는 코우크스 및 산소가 감소될 수 있는 것과 같이 동등한 시간, 예비연료의 양에서 해결될 수 있었다. 상기 하단 송풍구(2)는 폐기물의 온도를 올리기 위한목적으로 배열되었다. 따라서, 상기 조건은 상기 폐기물의 온도가 가능한 만큼 높게 상승할 수 있도록 설정되었다. 상기에 기술된 슬래그의 온도를 얻기 위해서, 이것은 산소의 비율이 30%이상인 부유한 산소를 가진 연소 공기를 사용할 필요가 있다. 산소 농도의 상한은 특별하게 규정되어 있지 않았지만, 그러나, 예비연료인 코우크스 및 순수 산소가스의 양을 억제하기 위해서, 추가적으로 국부적으로 보통 높은 온도에 의해 발생되는 노벽의 손상을 방지하기 위해서, 산소농도의 상한은 약40%로 결정된다. 이것은 높은 온도를 얻기 위한 상단 송풍구에 대해서는 필요하지않다. 따라서, 상기 산소의 농도는 연소 공기가 부유한 산소가 아닌 21%보다 낮게 결정되었고, 및 상기 연소 온도는 다음과 같은 방법에서 억제될 수 있다. 예열된 공기 또는 미예열된 공기가 사용되었고, 또는 상단 송풍구에 근접한 부분내 높은 온도에 의해 발생되는 용재괴의 생성을 방지하기 위해서, 증기 또는 질소와 같은 불활성가스가 공기중에 혼합되고, 또는 다른 방편으로 배기가스와 같은 낮은 산소농도의 가스가 공기내로 혼합되고, 또는 배기가스는 상기 연소온도를 억제하기 위해서 단독으로 사용되었다.

이론적으로, 두 단계의 송풍구가 상기 노내에 배치되고 가스가 상기 코우크스상위에서 연소된 하단내에서 발생될 때, 탄소는 효율적으로 연소된다. 따라서, 공기 및 순수 산소로부터 공급되는 산소의 전체양은 일단계 송풍구의 경우에서 전체의 산소양보다 증가된다. 그러나, 발명가들에 의해 이루어진 실험의 결과로써, 같은 양의 코우크스가 사용될 때 상기 전체 산소양은. 대략적으로 동등하다. 그러나, 노내에 사용된 코우크스양이 두 단계의 송풍구의 영향에 의해 감소되었다. 전술한 것에 기인하여, 상기 전체 산소의 양은 감소되었다.

예비 연료인 코우크스에 관련하여, 보통 고체 폐기물이 처리될 때, 특히 일본에서 발생된 보통 폐기물이 처리될 때, 일톤의 폐기물당 20 내지 100kg의 양의 코우크스 사용이 필요하다. 보통 폐기물의 경우에서,40 내지 60%의 수분 함유는, 일톤의 폐기물당 30 내지 80kg으로 코우크스를 연소시키는 것이 필요하다. 폐기물의 경우에서, 상기 수분 함량이 높은 것은, 또는 상기 비가연성재 함량이 높은 것에 대해서는, 연소되기 위한 코우크스 양이 증가된다.

상기 폐기물의 성분이 크게 변하게 되는 경우에서, 조업은 다음과 같은 조업 조건이 채택될 때 안정적이고 효율적으로 행해질 수 있다.

일톤의 폐기물 처리에 필요한 산소의 양은 요구된 코우크스의 양에 따라 변하게 되지만, 산소의 양이 130Nm³이하일 때는 코우크스 및 폐기물내에 함유된 상기 가연성 재료는 상기 노내에서 완전하게 연소되지 않는다. 따라서, 건조, 열적 분해및 용해하기 위해 필요한 열의 양은 확보될 수 없다. 결과적으로, 상기 노로부터 배출되기 위한 용해된 재료에 대해서 어렵게 되고, 상기 노 조업이 불가능하게 된다. 산소의 양이 60ON³이상일 때, 코우크스 및 폐기물내에 함유된 상기 가연성 재료는 배기가스의 온도가 높게 상승할수록 과도하게 상기 노내에서 연소된다. 따라서,상기 노의 효율적인 조업을 행하기란 불가능하다. 하단 송풍구로부터 공급되는 하단 연소 부양 가스의 산소 양이 이론적인 연소 산소양보다 큰 0.8배이고, 코우크스가 완전하게 연소될 수 있고, 흡열 화학반응에 의해 발생되는 손실을 방지할 수 있다·따라서, 이것은 코우크스가 가장 효율적으로 연소되는 동안 용해 및 건조를 위한 열원을 확보하는 것이 가능하다. 따라서, 이것은 높은 배기가스 온도를 유지하는 것이 가능하다.

상기 상단 연소 부양가스는 상기 상단 및 하단 연소 부양가스내에 함유된 산소의 전체양에 대한 상단 연소 부양가스내에 함유된 산소량의 비율이 0.2 내지 0.8이 될 수 있도록 상기 상단 송풍구로부터 공급된다. 이 비율이 0.2이하일 때, 폐기물내에 함유되어 있는 열적으로 분해된 분말형 탄화물은 완전하게 연소될 수 없다.

따라서, 이 비율이 0.8이상일 때는 과도하게 많은 산소의 양이 폐기물내에 함유되어 있는 열적으로 분해된 분말형 탄화물이 공급된다. 따라서, 이것은 국부적으로 연소조건 감소를 유지하는 것이 불가능하게 되고, 배기가스나 함유된 열의 양은 낮다. 이 경우에서, 심지어 제 2의 연소실이 완전하게 연소를 행하기 위해서 상기 후미 단계내 배열되었을 지라도, 이것은 자기-일관된 연소를 행하는 것이 불가능하게 된다.

상기 적층위의 온도는 150 내지 700℃ 범위로 명기되었다. 그러나, 더욱 안정적이고 효율적으로 상기 노를 가동시키기 위해서는 장입된 폐기물 층위의 온도가 200 내지 300℃ 범위로 유지되는 것이 바람직하다. 상기 배기가스 온도가 150℃보다 낮을 때 폐기물의 경우에서, 수분의 함유량은 크고, 플라스틱과 같은 폐기물의 경우에서 타르(tar) 발생 비율이 높고, 배기가스 온도가 낮고, 폐기물의 온도는 점차적으로 상승된다. 결과적으로, 열분해는 저온에서 행해지고, 및 저온에서 열분해에 의해 발생되는 타르의 비율은 증가된다. 전술한 것에 기인하여, 배기가스내에 함유된 타르의 양은 증가된다. 따라서, 열분해 영역내에서 발생된 타르가 상기 적층의 상부에 위치된 건조영역을 통과할 때, 타르의 농측 양은 증가된다. 결과적으로, 상기 건조 영역내 가스 투수성온 악화되고, 및 결국 이것은 상기 노의 연속 조업을 어렵게 만든다.

한편, 배기가스 온도가 700℃보다 높을 때, 특히 폐기물일 때, 상기 가연성재료의 비율은 낮게 처리되고, 열적 분해가스의 비율이 증가된다.

따라서, 상기 노내에 남아있는 가연성이 있는 열적 분해 잔재물의 양은 폐기물내 함유된 상기 가연성 재료의 연소 양이 상기 노내에서 감소되도록 감소한다.

결과적으로, 건조를 위해 사용되는 열원의 양은 불층분하게 되고, 및 이것은 공급되기 위한 코우크스양의 증가를 필요로 한다. 따라서, 이 노 조업은 비경제적이다.

배기가스 온도가 700℃를 초과할 때, 배기 가스내에서 중화된 염소(C1)는 공식 CaCl₂+ H₂O →CaO + 2HCl로 표현된 화학반응에 의해서 염화수소 가스로 변하게 된다. 염화수소 가스가 상기 기술된 것처럼 발생될 때, 상기 노의 상부 및 상기 배기가스 도관은 부식된다. 상기 부식을 방지하기 위해서, 이것은 상기 노가 부식저항이 주어지는 것을 고려하여 설계할 필요가 있고, 상기 장비의 비용의 증가를 초래한다. 추가적으로, 상기 배기가스내에 함유된 저융점의 화학적 혼합물은 상기 노의 생부 및 상기 배기가스 도관에 부착된다. 따라서, 이것은 장시간 동안 노 조업을 어렵게 한다.

배기가스 온도는 상기에 기술된 것 처럼 가장 분명하게 폐기불의 성분 변화를 나타내고, 이것은 공급되기 위한 코우크스 양, 상단 산소 및 하단 산소가 적용될 때 중요한 지침으로 사용된다. 즉, 상기 배기가스 온도가 낮을 때 수분 함량 또는 폐기물내 상기 재의 함량 높다. 따라서, 건조 및 용해를 위한 일원의 만들기 위 해서는, 공급되기 위한 코우크스 양은 증가되고, 하단 송풍구내 산소의 비율은 그것에 따라서 증가된다. 이와 반대로, 배기가스 온도가 상승될 때, 폐기물내 가연성 재료의 비율은 높다. 따라서, 공급되기 위한 코우크스 양은 감소되고, 하단 송풍구의 산소 비율은 그것에 따라서 감소되고, 상단 송풍구의 산소의 비율은 증가된다.

전술한 것에 기인하여, 상기 가연성 재료의 열적 분해된 잔재물의 연소양은 건조를 위한 열원을 확보할 수 있고 비가연성재료의 온도를 상승시킬 수 있도록 증가된다.

결과적으로, 이것은 추가적으로 상호 공동적인 효과에 의해 공급되는 코우크스의 양을 감소시키기에 가능하게 된다. 즉, 상기에 전술한 관계에 따라서, 공급 코우크스의 비율(kg/ton의 폐기물)은 다음과 같은 표현에 만족할 수 있도록 조절되고 추가적으로 상단 송풍구의 산소양의 비율은 0.2 내지 0.8 범위내에서 조절되고, 더욱 추가적으로 일톤의 폐기물을 처리하기 위해 필요한 산소의 양이 조절된다. 이 방법에서, 상기 배기가스의 온도는 제어된다.

(공급되는 코우크스의 비율) ≤ {1-(상단 송풍구의 산소양의 비율)} ×(일톤의 폐기물을 처리하기 위해 필요한 산소의 양)/(1kg의 코우크스를 연소하기 위한 산소의 이론적인 양)× 0.8

상기 공급되는 코우크스의 비율 및 하단 송풍구의 산소의 양의 비율은 수동으로 또는 자동으로 제어될 수 있고, 즉, 상기 제어방법은 특히 제한되지 않았다.

본 발명의 두 번째 발명은, 상기 폐기물의 성분이 변했을 때, 심지어 가연성재료, 수분 및 비가연성 물질의 비율이 동등할 지라도 폐기물 조각들의 형상은 약간의 경우에서 변하게 된다. 이것은 다음 두 형상의 폐기물을 처리했을 경우이다.

하나의 형상의 크기는 크고 비표면적은 작고, 다른 형상의 크기는 작고 비표면적은크다. 상기 경우에서, 폐기물이 장입된 재료층의 같은 두께로 처리되었을 때, 심지어 배기가스 온도가 큰 형상 및 작은 비표면적의 경우에서 적절한 값으로 유지 될수 있을 지라도, 장입된 재료층에 대한 교환된 열의 양은 작은 형상 및 큰 비표면 적의 경우에서 극도로 증가된다. 따라서, 이것은 150t 이상인 적절한 값의 배기가스 온도를 유지하는 것이 불가능하게 된다. 상기 문제를 해결하기 위해서, 청구항1에 기술된 것 처럼, 산소의 양, 공급 코우크스의 비율 및 하단 산소의 양의 비율을 조절하는 방법을 채택하는 것이 가능하다. 상기 방법외에, 이것은 상기 비표면적사이의 차이가 상기 조건의 변화없이 취소될 수 있도록 상기 장입된 재료층의 부피 변화의 방법을 채택하는 것이 가능하다. 상기 노의 힁단면은 상기 경우에서 일정하고, 조업은 두 번째 발명내에 명기된 상기 장입된 재료층의 두께가 조절될 때 안정하게 실행될 수 있다.

이것은 H/D≥ 1의 부등식을 만족하기 위한 상기 장입된 재료층의 두께가 필요하다. 상기 조건을 만족하지 못할 때, 상기 장입된 재료층내 가스의 흐름은 빗나가는 경향이 있다. 따라서, 상기 장입된 재료층의 열 교환 효율은 변동하고, 조업은 불안정하게 된다.

실시예들을 참고로, 본 발명은 아래에 상세하게 설명될 것이다.

[실시예]

[실시예 1]

상기는 두 단계의 송풍구를 가지는 폐기물 용해로가 보통 폐기물을 처리하기 위해 가동되는 실시예이다. 도 1에 나타낸 상기 폐기물 용해로는 상기 실시예에 사용되었다. 폐기물을 연소 및 용해하기 위한 가스는 보통 폐기물 용해의 상단 및 하단 송풍구로부터 공급된다.

상단 송풍구 및 하단 송풍구사이의 간격은 500mm이고, 상단 송풍구의 8수는 개이고 하단 송풍구의 수는 4개이다.

상기 실시예에서 처리되는 폐기물의 성분은 다음과 같이 기술되었다.

수분: 42.4%

재 : 15.0%

가연성 물질 : 42.6%

낮은 열 발생치 : 1720 kcal/kg

조업 조건은 노 상부에서 상기 배기가스 온도가 적절한 값이 될 수 있도록 조절되었다. 상기 조업 조건은 다음과 같이 기술되었다. 폐기물이 상기 폐기물 용해로내로 장입될 때 30kg의 코우크스 및 20kg의 석회석이 일톤의 페기물에 첨가되었다. 보통 온도에서 공기는 하단 송풍구로부터 노내부로 불어 넣어지고, 양은 120Nm³이고, 보통 온도에서 순수 산소 가스의 양은 33Nm³로 첨가되었고, 즉, 연소부양가스는 노내로 불어 넣어진 전체양에서 38%로 부유하였다. 495Nm³의 양인 보통온도에서 공기는 상단 송풍구로부터 노내로 불어 넣어졌다. 상단 송풍구로부터 상기 노내로 불어 넣어진 산소양의 비율은 산소 전체양의 0.6였다. 하단 송풍구로부터 노내로 불어 넣어진 산소양은 연소하기 위해 필요한 이론적인 산소양보다 큰1.3배이다. 일톤의 폐기물당 산소의 전체양은 162Nm3였다. 이 페기물 용해로에서, 폐기물은 3.0t/h의 비율로 처리되었다.

결과적으로, 109kg의 슬래그 및 일톤의 폐기물당 47kg의 금속이 상기 노내에서 용해되었고 상기 슬래그 배출구로부터 배출되었다. 이 시기에서, 슬래그의 온도는 1480℃였다. 배기가스는 N₂:58.6%, CO₂:15.9%, CO:14.6%, H₂:9.4% 및 CH₄:1.5%를 함유하고, 온도는 350℃였고, 상기 노 상부에서 발생하였다. 이 경우에서, 이렇게발생된 배기가스의 양은 일톤의 폐기물당 1420Nm³였다. 이렇게 발생된 배기가스는 상기 폐기물 용해로에 연결된 연소장치에 의해 연소되었고, 열은 연소가스내 열이 회수될 수 있도록 보일러 및 열 교환기내에서 교환되었다.

상기 관계에서, 발명가들은 상단 및 하단 송풍구사이의 간격이 1500 및 2000mm로 설정된 상태에서 실험을 행하였다. 상기 실험의 결과로써, 이것은 페기물이 상기 조업 조건을 변화하지 않고 처리될 수 있다는 것을 확인하였다.

[실시예 2]

상기는 일단계의 송풍구를 가진 폐기물 용해로가 보통 폐기물을 처리하기 위해 가동되는 실시예이다. 도 1에 나타낸 상기 폐기물 용해로는 상기 실시예에서 사용되었다. 폐기물을 연소 및 용해하기 위한 가스는 단지 보통 폐기물을 용해하기 위해 하단 송풍구로부터 공급되었고, 즉, 상단 송풍구는 상기 실시예에서 사용되지않았다.

하단 송풍구의 수는 4개이다.

상기 실시예에서 처리되는 폐기물의 성분은 다음과 같이 기술되었다.

수분 : 42.4%

재 : 15.0%

가연성 물질 : 42.6%

낮은 열 발생치 : 1720 kcal/kg

상기 조업 조건은 다음과 같이 기술되었다. 폐기물이 상기 폐기물 용해로내로 장입될 때 60kg의 코우크스 및 20kg의 석회석이 일톤의 폐기물에 첨가되었다.

보통 온도에서 공기는 하단 송풍구로부터 노내부로 불어 넣어지고, 양은 334Nm³이고, 보통 온도에서 순수 산소 가스의 양은 92Nm³로 첨가되었고, 즉, 연소 부양가스는 노내로 불어 넣어진 전체양에서 38%로 부유하였다. 하단 송풍구로부터 노내로 넣어진 산소양은 연소하기 위해 필요한 이론적인 산소양보다 큰 1.7배이다. 불어 일톤의 폐기물당 산소의 전체양은 162Nm³였다.

결과적으로, 109kg의 슬래그 및 일톤의 폐기물당 47kg의 금속이 상기 노내에서 용해되었고 상기 슬래그 배출구로부터 배출되었다. 이 시기에서, 슬래그의 온도는 1490℃였다. 배기가스는 N₂:42.5%, CO₂:19.0%, CO:24.0%, H₂:12.5% 및 CH₄:2.0%를함유하고, 온도는 340℃였고, 상기 노 상부에서 발생하였다. 이 경우에서, 이렇게

발생된 배기가스의 양은 일톤의 폐기물당 121ONm³였다. 이렇게 발생된 배기가스는 상기 폐기물 용해로에 연결된 연소장치에 의해 연소되었고, 열은 연소가스내 열이 회수될 수 있도록 보일러 및 열 교환기내에서 교환되었다.

[실시예 3]

상기는 두 단계의 송풍구를 가지는 폐기물 용해로가 보통 폐기물 및 슬러지와 같은 폐기물의 많은 양을 함유한 폐기물을 처리하기 위해 가동되는 실시예이다.

도1에 나타낸 상기 폐기물 용해로는 이 실시예에 사용되었다. 폐기물을 연소 및 용해하기 위한 가스는 상기에 기술된 혼합 폐기물을 용해하기 위해 상단 및 하단송풍구로부터 공급된다.

상단 송풍구 및 하단 송풍구사이의 간격은 500mm이고, 상단 송풍구의 수는 8개이고 하단 송풍구의 수는 4개이다.

상기 실시예에서 처리되는 폐기물의 성분은 다음과 같이 기술되었다.

수분 : 6l.6%

재 : 10.0%

가연성 물질 : 28.4%

낮은 열 발생치 : 950 kcal/kg

조업 조건은 노 상부에서 상기 배기가스 온도가 적절한 값이 될 수 있도록 조절되었다. 상기 조업 조건은 다음과 같이 기술되었다. 폐기물이 상기 폐기물 용해로내에 장입될 때 60kg의 코우크스 및 20kg의 석회석이 일톤의 폐기물에 첨가되었다. 보통 온도에서 공기는 하단 송풍구로부터 노내부로 불어 넣어지고, 양은 185Nm³이고, 보통 온도에서 순수 산소 가스의 양은 50Nm³로 첨가되었고, 즉, 연소부양가스는 노내로 불어 넣어진 전체양에서 38%로 부유하였다. 340Nm³의 양인 보통온도에서 공기는 상단 송풍구로부터 노내로 불어 넣어졌다. 상단 송풍구로부터 상기 노내로 불어 넣어진 산소양의 비율은 산소 전체양의 0.4였다. 하단 송풍구로부터 노내로 불어 넣어진 산소양은 연소하기 위해 필요한 이론적인 산소양보다 큰 0.9배이다. 일톤의 폐기물당 산소의 전체양은 159Nm³였다. 이 폐기물 용해로에서, 폐기물은 3.0t/h의 비율로 처리되었다.

결과적으로, 76kg의 슬래그 및 일톤의 폐기물당 33kg의 금속이 상기 노내에서 용해되었고 상기 슬래그 배출구로부터 배출되었다. 이 시기에서, 슬래그의 온도는 1480℃였다. 배기가스는 N₂:57.6%, CO₂:17.0%, CO:17.0%, H₂:7.3% 및 CH₄:1.2%를 함유하고, 온도는 230℃였고, 상기 노 상부에서 발생하였다. 이 경우에서, 이렇게 발생된 배기가스의 양은 일톤의 폐기물당 1520Nm³였다. 이렇게 발생된 배기가스는 상기 폐기물 용해로에 연결된 연소장치에 의해 연소되었고, 열은 연소가스내 열이 회수될 수 있도록 보일러 및 열 교환기내에서 교환되었다.

상기 실시예의 결과들을 표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 표 1에 나타낸 것 처럼, 코우크스와 순수 산소의 소비량이 일 단계 송풍구의 경우와 비교하여 두 단계 송풍구의 경우에서 감소되었다. 폐기물의 경우에서, 수분의 함량은 높고, 적절한 값으로 배기가스 온도를 유지하기 위해서, 이것은코우크스, 순수 산소 및 다른 것들의 조건을 변화시킬 필요가 있다. 본 발명이 적용될 때, 다음의 잇점이 제공될 수 있다. 폐기물의 성분이 크게 변했을 때 조차도, 이것은 사용되기 위한 다양한 예비연료의 양이 감소될 수 있고 조업상 문제의 발생이 방지될 수 있도록 상기 노내에서 행해진 반응을 위해 배기가스 내부로 비경제적으로 방사되는 열 에너지를 이용하는 것이 가능하다. 따라서, 이것은 안정적으로 조업을 행하는 것이 가능하게 되었다. 즉, 폐기물의 성분에 따른 코우크스 및 순수 산소와 같은 상기 예비연료를 효율적으로 이용하고 어떠한 문제를 일으키지 않고 상기 노 조업을 이루기 위해서, 일톤의 폐기물당 130 내지 60ONm³의 산소를 함유한 연소 부양가스가 상기 노로 공급되고, 연소 부양가스는 상단 송풍구로부터 공급되는 산소의 양이 산소의 전체양보다 많은 0.2 내지 0.8배가 될 수 있도록 상단 송풍구로부터 공급된다. 또한, 다음이 이해될 수 있다. 상기 하단 송풍구로부터 공급되는 연소 부양가스내에 함유된 산소의 농도는 30%이상으로 유지되고, 공급되는 코우크스의 양은 하단 송풍구로부터 공급되는 산소의 양이 코우크스를 연소하기 위해 필요한 산소의 이론적인 양 0.8배 이상 값이 될 수 있도록 조절되고, 장입된 폐기물층에 대한 배기가스 온도는 150 내지 700℃로 유지된다.

본 발명에서, 상기 장입된 폐기물층의 두께는 하나의 방법에서 중량식 또는 초음파식 측정장치에 의해 측정되었고, 상기 장입된 폐기물층의 상단 높이가 상기 측정장치에 의해 감지되었다. 상기 장입된 폐기물층이 변했을 때, 상기 적층의 상단 높이는 상승 및 하락을 이루었다.

상기 적층의 두께 감소를 이루기 위해서는 폐기물의 공급을 연속적으로 또는실질적으로 연속적으로 그 시간까지 행하고, 일시적으로 멈추고, 및 상기 적층의 상단 높이가 미리 설정된 높이를 도달할 때는 폐기물의 공급이 다시 시작된다. 상기 적층의 두께를 증가시키기 위해서는 상기 조업이 상기에 기술된 것과 반대로 행해진다.

폐기물이 다음 조건에 따라서 세 번째 실시예내에서 처리될 때, 이것은 150℃로 배기가스 온도를 유지하는 것이 불가능하다. 상기 조건은:(상기 적층의 높이)/(노 바닥의 내부 직경) = 2.0; 적층의 높이는 4m이다; 및 폐기물은 비표면적이 클수록 분쇄 처리된다. 따라서, 단지 적층의 높이가 전술한 상기 층 두께의 조업 변화에 의해 3m로 감소되었을 때, 이것은 산소의 양, 공급되는 코우크스의 양 및 하단 산소의 비율등의 조건 변화 없이 200℃보다 높은 값으로 배기가스 온도를 유지하는 것이 가능하다. 이 시기에서,(적층의 높이)/(노 바닥의 내부직경) = 1.5, 즉,(적층의 높이)/(노 바닥의 내부 직경)의 값은 1.0이상으로 유지된다. 따라서, 배기가스의 흐름은 노내에 치우치지 않고, 조업은 안정하게 실행되었다.

[실시예 4]

다음, 본 발명의 세 번째 발명에 대한 실시예가 아래에 설명되어졌다. 도2(a) 및 2(b)는 이 실시예의 상기 폐기물 용해로의 도식적인 설명이다. 도2(a)는 상기 폐기물 용해로의 수직단면도이고, 및 도2(b)는 횡단면도이다.

상기 폐기물 용해로의 구조는 전술된 종래의 것과 동일하다. 각 상단 송풍구 (3)에는 상기 상단 송풍구의 연소 부양가스 양을 제어하기 위한 차단밸브(16)이 장착되어 있다.

본 발명에서는, 장입된 재료(lb)가 상기 횡단면 방향내에서 하강하는 것을 감지하기 위해서 및 또한 공동(空同)의 형성을 감지하기 위해서, 거기에 규칙적인간격으로 상기 노 흉부(1a)의 횡단면 내에 배열된 다수의 온도계(15)가 장착되어있고, 및 상기 노의 수직방향내 다수 단계의 온도계(15)가 장착되어 있다. 상기 용해로내에서 가스와 고체의 온도는 이러한 온도계에 의해 측정되었다. 상기 온도계(15)는 상기 온도계(15)가 상단 송풍구(3)와 함께 일직선으로 정렬되는 방법과 같이 상기 상단 송풍구(3) 위의 위치에 배열되었다.

상기 구조에서, 상기 장입된 재료(1b)가 안전하게 하강할 때, 상기 온도계는고체의 온도를 측정한다. 따라서, 상기 온도계는 비교적으로 낮은 온도를 지시한다. 한편, 상기 장입된 재료(1b)가 안정하게 내려오지 못할 때 및 공동(空洞)이 상기 노내에 형성될 때, 또는 국부적으로 농축된 가스의 흐름이 상기 노내에서 발생될 때, 열은 상기 노내에서 상기 고체와 가스사이에서 층분히 교환될 수 없다. 따라서, 상기 온도계는 비교적으로 높은 온도를 지시한다.

도3은 이 실시예에 대한 시간 도표이다.

어떤 단계내에 배일된 온도계(15a 내지 15d)가 도3에서 미리 설정된 값보다 낮은 값을 지시할 때, 즉, 어떤 단계내에 배열된 온도계(15a 내지 15d)가 도3에서 이를 지시할 때, 상기 온도계(15a 내지 15d)는 고체의 온도를 측정한다. 따라서, 고체는 상기 노내에서 세 부분에 존재하고, 즉, 상기 장입된 재료는 안정하게 상기 노내의 아래로 하강한다. 따라서, 상기 차단밸브(16a 내지 16d)는 열림 상태를 유지하고, 상단 연소 부양가스의 미리 설정된 양은 노내로 취입(吹入)된다.

한편, 예를들면, 상기 온도계(15a)가 도 3에서 상기 온도계(15a)의 인용부호 1로 나타낸 것 처럼 미리 설정된 값을 초과한 값을 나타낼 때, 열은 상기 노내 상기 고체와 가스사이에서 층분하게 교환되지 못하고, 즉, 상기 장입된 재료는 안전하게 하강하지 못한다. 따라서, 상단 송풍구(3a)의 연소 부양가스의 양은 상기 차단밸브(16a)에 의해 감소되고, 및 상기 상단 송풍구(3b,3c,3d)의 연소 부양가스의 양은 증가된다. 그 후, 상기 온도계(15a)는 상기 미리 설정된 값보다 낮은 값을 나타내고, 상기 차단밸브(16a)는 상기 상단내 연소 부양가스의 양이 최초 값으로 되돌아 가도록 개방된다.

상기 노내에 취입(吹入)된 상단내 연소 부양가스의 양이 상기에 기술된 것처럼 제어될 때, 상기 장입된 재료가 안전하게 하강하는 것이 가능하고, 및 열 교환은 가스와 상기 장입된 재료사이에서 충분하게 행해질 수 있다. 일부분에서 상기 장입된 재료는 안전하게 하강하지 못하고, 많은 양의 일을 축적한다. 따라서, 상단내 연소 부양가스의 양은 감소되고, 발생된 일의 양은 상기 노가 열적으로 균형을 이룰수 있도록 감소된다.

도4는 본 발명의 다른 실시예의 시간 도표이다.

도4에서, 조업방법은 상단의 각 송풍구로부터 취입(吹入) 상단의 연소 부양가스의 양은 간헐적으로 증가되고 상기 노내 균일하게 하강하는 상기 장입된 재료를 만들므로써 노 조업의 안정화를 목적으로 감소된다. 가스를 취입 시점에서, 상단 연소 부양가스는 상단 송풍구(3a)로부터 취입(吹入)되지 않지만, 상단 연소 부양가스의 동등한 양이 각각의 나머지 상단 송풍구(3b,3c,3d)로부터 상기 노내로 취입(吹入)된다. 그런 후, 미리 설정된 시간이 지난 후, 보통,10분이 지난 후, 상기 상단 송풍구(3b)로부터 상단 연소 부양가스의 취입(吹入)은 멈춰지고, 및 같은 시간에서, 상기 상단 송풍구(3a)로부터 상단 연소 부양가스의 취입(吹入)은 시작된다.

추가적으로, 미리 설정된 시간이 지난 후, 상기 상단 송풍구(3c)로부터 상단연소 부양가스의 취입(吹入)은 멈추고, 상기 상단 송풍구(3b)로부터 상단 연소 부양가스의 취입(吹入)은 다시 시작된다. 추가적으로, 미리 설정된 시간이 지난 후,상기 상단 송풍구(3d)로부터 상단 연소 부양가스의 취입(吹入)은 멈추고, 동시에,상기 상단 송풍구(3c)早부터 상단 연소 부양가스의 취입(吹入)은 다시 시작된다.

상기의 작동이 주기적으로 행해졌다. 각 상단 송풍구(3a 내지 3d)로부터 가스 취입의 차단에도 불구하고, 단위 시간당 상단 송풍구로부터 불어 넣어진 가스의 전체양은 일정하게 유지될 수 있다.

예를들면, 폐기물 용해로의 경우에서, 작업 처리양은 20 톤/일이었고, 송풍단계의 수는 2였고, 송풍구의 수는 4 개/단계였고, 상단 연소 부양가스의 40ONm³/시간의 전체양은 10분동안 상단 송풍구(3a 내지 3d)로부터 연속적으로 상기 폐기물 용해로내에 취입된 후, 그 연소 부양가스는 멈춘다. 상기의 형태가 몇 번을 되풀이 되었다. 상기 용해로의 상기 조업의 결과로써, 폐기물의 성분은 비교적으로 균일하고, 효율적으로 처리되었다.

그러나, 처리 폐기물의 경우에서, 성분은 현저하게 비균일되었고, 상기 장입된 재료는 상기 온도계의 지시값이 미리 설정된 값을 초과하여 균일하게 하강하지못하였다. 따라서, 상기 용해로의 조업은 안정적으로 상기 노 조업을 위해서 다음과 같이 행해졌다.

상단 송풍구(3a)의 상단 연소 부양가스의 양은 상기 차단밸브(16a)에 의해 감소되었다. 그 후, 상기 온도계(15a)의 지시값은 미리 설정된 값보다 낮은 값으로변하였고, 상기 상단 연소 부양가스의 양은 상기 형태에 따라서 상기 차단밸브(16a)에 의해 조절되었다. 이 방법에서. 상기 폐기물 용해로는 안정하게 가동되었다. 상기 상단 송풍구(3d)와 관련하여, 조업은 같은 방법으로 행해졌고, 즉, 상기 온도계(15d)의 지시값이 미리 설정된 값보다 높은 값으로 변하였고, 상단 송풍구(3d)의 상단 연소 부양가스의 양은 상기 차단밸브(16d)에 의해 감소되었다.

공동(空洞)이 상기 용해로내에서 발생되었을 때, 장입된 재료와 함께 상기 공동을 채우기 위해 필요한 시간의 감소는 상기 장입된 재료의 처리 속도를 증가시키기 위해서 상기 상단 연소 부양가스의 양을 증가시키는 것보다 상기 장입된 재료에 주어진 부력을 감소시키기 위해서 상단 연소 부양가스의 양을 감소시키므로써 더욱 효율적으로 도달될 수 있다.

[발명의효과]

본 발명이 열 에너지가 종래 기술의 용해로의 경우에서 비경제적으로 배기가

스 내부로 방사되는 폐기물 용해로에 적용될 때, 상기 노내에서 행해진 반응에 대해서 효율적으로 이용될 수 있다. 따라서, 이것은 다양한 예비 연료의 양을 감소시키는 것이 가능하다. 추가적으로, 장입된 재료는 상기 용해로내 균일하게 하강을 이룰 수 있다. 심지어 공동(空洞)이 상기 노내에 발생했을 때, 이것은 노내에서 불균일하게 하강하는 것으로부터 상기 장입된 재료를 멈추도록 하는 것이 가능하고, 및 추가적으로 이것은 상기 장입된 재료와 상기 노내에 흐르는 상기 가스의 국부적인 농축에 의해 발생되는 가스사이에서 열교환의 실패를 방지하는 것이 가능하다.심지어 열 교환이 발생된 공동에 기인하여 층분하게 행할 수 없을 때, 이것은 상단연소 부양가스의 양을 감소시키므로써 열의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 가스의 온도는 감소될 수 있다. 따라서, 상기 노벽의 내화물들은 국부적으로 가열되는 것으로부터 방지될 수 있고, 및 상기 장치의 수명이 연장될 수 있다.

본 발명에 따라서, 가스 흐름이 상기 노내에 농축되더라도 폐기물과 가스사이에서 일 교환된 양은 낮고, 이것은 상기 노가 상기의 바람직하지 않은 조건으로부터 빠르게 회복하는 것을 가능하게 하고, 상기 폐기물의 처리 속도를 증가시킬 수 있다. 추가적으로, 이것은 상기 폐기물 용해로의 상기 횡단면을 최소화하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 장치는 치밀하게 만들어질 수 있다.

농축된 가스 흐름이 상기 노내에서 발생될 때, 이것은 농축된 가스 흐름에 의해 발생된 문제를 빠르게 해결하는 것이 가능하고, 상기 조업을 안전하게 행할수 있다. 따라서, 보일러 및 터빈을 포함하는 동력 발생 장치의 경우에 설치되고, 에너지는 효율적으로 회복될 수 있고, 및 동력 발생 효율성은 평균적으로 강화될 수 있다. 상기 방법에서, 에너지는 절감된다.

Claims (6)

1. 가연성재 및 탄소 대량의 가연성재를 함유한 폐기물이 노내의 상부로부터 장입되고, 건조, 열 분해, 연소-용해대를 구비한 장입된 폐기물의 적층이 노내에 형성되고, 용해된 폐기물은 상기 노내의 하부로 배출되고, 및 가연성 가스는 상기 노의 상부로 배출되는 폐기물 용해방법은, 상기 연소 및 용해대내에 다수 단계의 하단 송풍구를 배치하는 단계; 하단 연소 부양가스(산소함유)를 공급하므로써 주로 탄소 대량의 가연성재를 연소하는 단계; 상기 하단 송풍구의 상부 위치에 다수 단계의 상단 송풍구를 배치하는 단계; 일부 폐기물이 상단 연소 부양가스를 공급하므로써 연소될 때 상단 및 하단 연소 부양가스내에 함유되는 폐기물의 일톤당 130 내지 60ONm³의 산소를 공급하는 단계; 상단 송풍구로 공급되는 산소량의 비율이 상단 및 하단으로 공급되는 산소 전체량의 0.2 내지 0.8이 될 수 있도록 상기 상단 송풍구로부터 상단 연소 부양 가스를 공급하는 단계; 하단 송풍구로부터 공급되는 산소량이 탄소 대량의 가연성재의 이론적인 산소량의 0.8배 이상으로 될 수 있도록 하단 송풍구로부터 공급되는 산소량을 제어하는 단계;및 상기 적재된 폐기물층의 배기가스 온도가 150 내지 700℃가 되도록 유지하는 단계를 구성하는 것을 특징으로 하는 폐기물 용해방법.
2. (정정)제1항에 있어서, 상기 적층의 배기가스 온도는 장입된 재료의 적층 두께를 조절하므로써 제어되고 및 상기 제어는 산소의 양, 공급 코우크스 비율 및 하단 산소 양의 비율을 조절하므로써 가능한 것을 특징으로 하는 폐기물 용해방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 폐기물 용해로의 횡단 방향내에 배열된 다수의 상단송풍구로부터 연소 부양가스의 양은 상기 폐기물 용해로의 노흉부의 횡단방향으로 배열된 다수개의 열전대 및 상기 수직 방향으로 다수의 단계내에 배열된 열전대를 구비한 상기 폐기물 용해로내에서 온도를 측정하므로써 제어되고, 및 상단 송풍구의 연소 부양가스의 양은 감지된 온도가 이미 선정된 범위에서 벗어날 때 조절되는 것을 특징으로 하는 폐기물 용해방법.
4. 제1항에 있어서, 하단 연소 부양가스의 산소농도는 30%이상이고, 및 상단연소 부양가스의 산소농도는 21%이하인 것을 특징으로 하는 폐기물 용해방법.
5. 제1항에 있어서, 탄소의 대량 가연성재내 탄소의 함량은 30%이상이고, 및 탄소의 대량 가연성재내 재의 함유량은 70%이하인 것을 특징으로 하는 폐기물 용해 방법.
6. 제2항에 있어서, 다음 식을 만족하는 상기 적층 두께는, H/D ≥ 1 인 것을 특징으로 하는 폐기물 용해방법.

   여기서, H: 적층의 두께, 하단 송풍구의 끝의 중심부로부터 적층의 상단까지의 높이(m).

   D:상기 노의 최소 내부 직경(m), 상기 노 바닥부내 연소 및 용해영역인 상기

   노내의 보통 내부 직경.