KR100343396B1 - 유해 폐기물 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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토마스 바클리
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Abstract

무기 및 유기 성분으로 구성된 유해 및 비유해 폐기물 처리에 적당한 방법 및 장치가 발표된다. 본 장치는 플라즈마 가열 시스템(35)과 폐기물을 유용한 고체 및 가스로 전환시키는 배출가스 처리 장치를 포함한다.

Description

유해 폐기물 처리 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING HAZARDOUS WASTE}
본 발명은 폐기물의 조절된 열분해, 특히 처리된 폐기물이 후속처리 또는 매립처리를 필요로 하는 찌꺼기를 포함하지 않도록 유기(탄소) 및 무기물로 구성된 폐기물 스트림에 포함된 유해 및 무해 물질의 처리 방법 및 장치에 관계한다. 이 방법은 유기물의 고온 열분해 및 조절된 기화, 무기물의 유리질화 및/또는 금속회수와 관계한다.
최근까지 유해물 및 의료용 폐기물을 매립시키는 것이 허용된 처리 방법이었다. 매립처리의 결과가 연구됨에 따라 대중의 압력과 법규가 매립 관행을 제한시켰고 산업계에 처리 문제를 해결하는데 경제적인 소각법을 사용하라는 압력을 가했다. 소각법은 매립지를 구할 수 없거나 매립자가 너무 비싼 곳에서 유용하지만 이 방법 역시 대중의 관심을 받았다. 결국 대개의 소각법이 충족시킬 수 없는 새롭고 더욱 엄격한 대기 방출법규가 실행되었다. 게다가 작동후 소각로에는 재가 남으며 잠재적으로 유해한 불연소 물질을 포함한다.
대부분 기존의 의료용 폐기물 소각로는 1960-1990년 동안 또는 현재의 엄격한 법규가 실효되기 이전에 설치되었으며 구기술에 기초한다. 소각로의 설계뿐만 아니라 오래된 설계상의 공기 오염 제어 시스템은 현재의 기준을 맞추기에는 부적합하다.
의료용 폐기물을 연소시키기 위해 소각로를 사용할 때 나타난 주요 문제중의 하나는 폐기물의 불균질성이다. 이 문제는 소각로가 폐기물에 있는 모든 유기물을 완전 파괴하는데 필요한 충분히 높은 일정 온도를 유지하는 것을 막는다. 소각로의 오염물은 소위 불완전 연소 생성물이다. 예컨대 이러한 하나의 폐기물 백에는 유체 용기, 혈액이 적셔진 붕대, 날카로운 것(주사기, 유리, 금속 수술도구등)이 채워질 수 있으며 다른 하나의 백에는 플라스틱, 종이, 포장재, 패드, 수술가운, 고무장갑 등이 포함될 수 있다. 이들 두 개의 백이 별도로 소각로에 주입되어 완전히 다른 연소 조건을 발생시킨다.
저온 주기 동안에는 불완전 연소 생성물과 디옥신 및 퓨란 등의 잠재적으로 유해한 유기물의 재형성이 이루어질 수 있다. 고온 주기 동안에는 입자, 질소 산화물 및 금속 산화물 방출이 증가하여 특히 크롬, 발암물질 방출이 증가한다. 연소 용기에 주입되기 전에 조각난 폐기물이 균질화 되고 혼합되지만 폐기물의 감염성과 수많은 내부성분을 갖는 절단기 및 감염 물질이 모여져 소독을 피할 수 있는 조그만 장소를 소독하는 고유한 문제점 때문에 일반적으로 허용될 수 없다. 게다가, 많은 주에는 감염성 폐기물의 처리 이전에 감염성 폐기물 백의 개방을 금지하는 법률이 있다.
소각로 내에서 온도 제어 문제를 어렵게 하는 것은 통상 사용되는 배치 주입방법이다. 이 방법에서 배치 시스템이 폐기물을 연소실에 밀어 넣는데 보통 사용된다. 소각로는 연료로 폐기물 자체에 의존하기 때문에 폐기물이 연소할 때 연소실 온도는 연소실내의 가연성 폐기물의 양이 변함에 따라 변한다. 이 문제는 특히 연소개시 및 중단시에 현저하다. 또한, 온도는 주입 속도에 따라 변하며 소각로는 감소된 주입 속도에서 작동이 잘 안된다.
통상 의료용 및 다른 폐기물 스트림에서 발견되는 무기 폐기물 성분의 파괴에는 고온이 필요하기 때문에 고온을 달성하는 것이 중요하다. 단지 일부 소각로 설계만이 실험실에서 사용되는 붕소규산염 유리와 스텐레스강을 용융시키는데 필요한 고온에 도달할 수 있으며 이들 소각로는 연소 공정을 보충하기 위해서 화석 연료 추가를 필요로 한다.
유기 폐기물의 파괴 역시 고온을 필요로 하지만 단지 고온에서 이들을 용융시키는 것 대신에 이러한 폐기물은 충분한 공기가 존재한다면 분해하고 연소한다. 이 연소 공정은 이 공정동안 충분한 열에너지가 방출되어 추가 물질이 분해되는 경우에만 유지된다. 그러나, 특히 축축한 물질과 무기물이 주입시 존재할 때 소각로에는 문제가 될 수 있다. 이런 조건하에서 높고 연속적인 작동 온도를 유지하는 것은 불가능하다.
낮고 변하는 온도 문제를 개선시키기 위해서 플라즈마 토치를 사용한 장치는 부분적인 해결책이다. 예컨대 미국 특허 제 5,280,7579(Carter)호는 가스 유속 및 온도에 상당한 변화를 주며 더 복잡한 유기 화합물의 형성이 최소화되는 안전한 고온에 출구 가스 온도를 유지시키기 위한 사전 방법을 포함하지 않은 배치 주입 시스템을 발표한다. 상기 특허의 배출 가스 파이프는 스텐레스강으로 이루어지며 입자 수집을 위해 강철 집진 장치에 이른다.
본 발명자는 스텐레스강 파이프의 6층 지대에 있는 냉각 가스가 가스온도를 충분히 낮은 온도로 떨어뜨려 (약 350-500℃) 상당량의 유기 화합물의 개질, 특히 폴리고리형 방향족 탄화수소(PAH'S)를 형성시킨다는 것을 발견하였다. Carter는 방출물 데이터에서 상당량의 PAH'S의 존재를 발표한다. 본 발명자는 가스온도가 충분히 높고 공정실에서 일정하여 유기물을 완전 해리시킬 때 조차도 가스가 공정실을 떠난후 빠르게 냉각될 때까지 충분히 고온으로 유지되어 유기화합물의 개질 가능성을 감소시키는 것을 발견하였다.
최근에 대중 및 법규는 병원, 임상센터, 제약사무실 및 연구시설에서 발생된 의료용 폐기물 처리와 관련된 문제에 관심을 갖는다. 수많은 새로운 기술이 이들 문제에 대한 해결책으로 제시되었다. 이들 신기술의 대개는 처리후 매립될 수 있도록 폐기물의 오염 부분을 감소 또는 제거시키기 위한 산균 및/또는 소독에 관계한다. 모든 소독 및 살균 기술은 이 방법이 완료된 후에 처리될 많은 양의 찌꺼기 또는 폐기물을 남긴다. 또한, 수많은 폐기물 처리 공정은 선택된 폐기물이 처리될 수 있기 전에 엄격한 분류를 필요로 한다. 비-소각 기술의 대부분은 병원 폐기물의 오염 부분만을 처리하기 때문에 매립지에 매립되는 비-감염성 폐기물에 감염성 폐기물이 발견된다면 병원은 피해 보상을 해야 한다.
도 1 은 본 발명의 선호된 구체예에 따라 유해 폐기물을 처리하기 위한 장치의 개략도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 장치의 폐기물 주입 시스템과 처리용기의 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 장치의 기록 시스템의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 처리 또는 연소 챔버의 단면도이다.
* 부호설명
10 ‥‥‥‥‥ 폐기물 주입시스템 11 ‥‥‥‥‥ 충진호퍼
12 ‥‥‥‥‥ 주입 호퍼 13 ‥‥‥‥‥ 도어
14 ‥‥‥‥‥ 도어 15 ‥‥‥‥‥ 통기시스템
16 ‥‥‥‥‥ 스크루 17 ‥‥‥‥‥ 컨베이어 튜브
17 ‥‥‥‥‥ 수냉재킷 18 ‥‥‥‥‥ 게이트
19 ‥‥‥‥‥ 팬 20 ‥‥‥‥‥ 연소실
21 ‥‥‥‥‥ 소독제 시스템 22 ‥‥‥‥‥ 공급용기
23 ‥‥‥‥‥ 공급라인 24‥‥‥‥‥ 주입노즐
25 ‥‥‥‥‥ 펌프 26 ‥‥‥‥‥ 배출가스 파이프
28 ‥‥‥‥‥ 원통부 29,30 ‥‥‥ 반구형 지대
31,32 ‥‥‥ 플랜지 죠인트 25 ‥‥‥‥‥ 플라즈마 아크토치
36 ‥‥‥‥‥ 토치수용구멍 38 ‥‥‥‥‥ 관측구멍
40 ‥‥‥‥‥ 가스출구 42 ‥‥‥‥‥ 유리질 슬래그탭
43 ‥‥‥‥‥ 탭정치시스템 45 ‥‥‥‥‥ 주입기
46 ‥‥‥‥‥ 저부탭 47 ‥‥‥‥‥ 교란지대
50 ‥‥‥‥‥ 프로세스 모니터 및 콘트롤
51, 52 ‥‥‥ 모니터 53 ‥‥‥‥‥ 산화제 공급 시스템
53' ‥‥‥‥ 수증기 발생기 54 ‥‥‥‥‥ 수증기 밸브
56 ‥‥‥‥‥ 관측구멍 57 ‥‥‥‥‥ 스텐레스강 파이프
58 ‥‥‥‥‥ 수냉재킷 59 ‥‥‥‥‥ 질소주입구
60 ‥‥‥‥‥ 유리 가압창 62 ‥‥‥‥‥ 탐지기
63 ‥‥‥‥‥ 신호프로세서 64 ‥‥‥‥‥ 광원
65 ‥‥‥‥‥ 가스냉각기 66 ‥‥‥‥‥ 입자 순환시스템
67 ‥‥‥‥‥ 도관 68 ‥‥‥‥‥ 가스세전기
70 ‥‥‥‥‥ 에너지 회수시스템 72 ‥‥‥‥‥ 수처리 시스템
73 ‥‥‥‥‥ 수원 74 ‥‥‥‥‥ 중화제 공급원
75 ‥‥‥‥‥ 배수구 76 ‥‥‥‥‥ 열전도분석기
77 ‥‥‥‥‥ 적외선 분석기 80 ‥‥‥‥‥ 물탱크
81 ‥‥‥‥‥ 고체 쓰레기 처리시스템 82 ‥‥‥‥‥ 컨베이어
85 ‥‥‥‥‥ 상자 S ‥‥‥‥‥ 푸울
W ‥‥‥‥‥ 약품 폐기물 M ‥‥‥‥‥ 모터
[실시예]
본 발명의 폐기물 처리 시스템은 의료용 폐기물 처리에 특히 적합하다. 제 2 도에서 폐기물 처리 시스템은 의료용 폐기물(W)를 제어된 속도로 폐기물 처리 또는 연소실(20)로 주입하기 위한 폐기물 주입 시스템(10)을 포함한다. 페기물 주입시스템(10)은 조각나서 압축된 폐기물을 연속으로 연소실에 주입한다. 의료용 폐기물은 유기 및 무기 성분으로 구성되며 고체 또는 액체 형태이다. 의료용 폐기물은 혈액이 적셔진 스폰지, 붕대를 포함한 감염성 폐기물 백, 바늘, 면도날, 메스 및 다른 도구와 같은 날카로운것의 용기를 포함할 수 있다. 이 시스템은 사무실 폐기물, 카페 폐기물 박스 및 백, 목재 팔레트, 오일, 그리이스, 폐기된 경구조물, 약품 폐기물등으로 구성된 비감염성 폐기물을 처리할 수 있다.
제 2 도에 도시된 의료 폐기물 주입 시스템(10)은 주입 호퍼(12) 바로 위에 위치된 충진 호퍼(11)를 포함한다. 기결식 도어(13)는 충진 호퍼에 대한 미끄럼 덮개로 기능한다. 폐기물이 충진 호퍼에 놓일 때 도어(13)는 도시된 대로 개방위치로 움직인다. 충진이 완료된 후에 도어(13)는 화살표(A) 방향으로 폐쇄되어 충진호퍼를 덮는다. 또다른 개방식 미끄럼 기밀식 도어(14)는 도시된 폐쇄 위치에 있을 때 충진 호퍼(11)를 주입 호퍼(12)와 분리시킨다. 주입호퍼를 충진하기 위해서 도어 (13)가 폐쇄되어 있는 동안에 도어(14)는 화살표(B) 방향으로 개방되어 주입호퍼 및 연소실로 부터 환경으로 방출물이 나오는 것을 막는다. 각 도어에는 주입 시스템으로 부터 방출물이 누출되는 것을 막기 위해서 충진 호퍼(11)의 측벽에 있는 밀봉부와 함께 작동하는 적당한 밀봉부가 있다.
가변 속도 모터(M)에 의해 추진되는 외팔 컨베이어 스크루(16)는 폐기물을 조각내고 혼합하고 압착하고 압출한다. 수냉식 재킷(17')을 포함하는 이송튜브(17)는 외팔 스크루를 둘러싸서 주입 시스템으로의 열전달을 최소화시킨다. 수냉식 주입 튜브 슬라이드 게이트(18)가 연소실의 출입구에 설비되어 이송 공정이 상당시간동안 정지될 때 이송튜브를 열로 부터 고립시킨다. 게이트의 개폐는 자동으로 제어될 수 있다.
통기 시스템(15)이 주입 호퍼와 연소실 사이에 설비되어 그것을 통해 주입 시스템에 방출된 의료 폐기물의 연기 및 증기가 내부에 유지된 진공압 때문에 하류에 배치된 드래프트 팬(19)에 의해서 연소실(20)로 유입된다.(제 1 도 참조).
주입호퍼(12)의 내부는 비교적 개방되며 장애가 없고 감염성 물질이 축적될 수 있는 틈이나 균일이 적다. 이 설계는 주입 호퍼와 주입 호퍼내에서 움직이는 부분인 외팔 스크루(16)가 소독제 시스템(21)에 의해 용이하게 소독될 수 있게 한다. 소독제 시스템(21)는 적절한 소독제가 유지되는 공급 용기(22)를 포함한다. 선호되는 소독제는 용액이 새로운 원소를 가하지 않으며 이후에 중화되어야 할 염소를 포함하지 않기 때문에 6% 과산화수소 용액이다. 용기는 공급 라인(23)에 의해서 주입호퍼(12)내에 장착된 적어도 하나의 주입 노즐(24)에 연결된다. 소독제는 펌프 (25)에 의해 가압된다. 호퍼내 전체 면적에 소독제가 분무되어 호퍼가 개방될 때 어떠한 독성 또는 유해 방출물이 나오지 않도록 노즐이 배열되는 것이 중요하다. 소독제가 제공된 후 소독제는 연소실내로 배수되어 폐기물로서 처리된다.
공정동안에 외팔 스크루(16)는 액체 및 고형 폐기물을 치밀한 원통형 플러그로 성형한다. 이 폐기물은 제어된 속도로 연소실(20)로 도입되어 생성가스의 형성을 조절하기 위해서 압축된 물질의 조절된 표면적이 연소 공정을 받게한다. 이송 속도는 폐기물의 특성과 연소실내의 온도 및 산소 조건에 달려 있다. 폐기물은 연소실로 연속으로 이송되는 것이 좋다.
본 발명에 따라서 이송속도가 초기에 특정 폐기물이 처리되는데 필요한 추정 에너지에 기초하여 계산된다. 선호되는 이송속도는 시스템의 실제 작동에 의해 결정되고 선택되어서 연소실내에 선호적인 평균 온도를 유지시킨다. 플라즈마 토치(35)는 에너지를 연소실에 도입하며 포함된 폐기물은 연소 공정으로 에너지를 흡수한다. 일정 기간동안 과도한 이송 속도가 유지되면 내부 온도가 감소된다. 역으로 적절한 이송속도는 연소실을 과열시킨다. 따라서 적절한 이송속도가 선호되는 평균 온도 달성을 위해 선택된다.
본 발명에 따른 시스템은 500kw플라즈마 토치를 사용하여 시간당 1000파운드의 폐기물을 처리할 수 있다. 이 전력의 1/2정도의 토치와 비례적으로 작은 연소실을 포함하는 시스템은 시간당 500 파운드를 처리한다. 이들 시스템은 평균 크기의 병원의 필요사항을 충족시키는데 필요한 크기이다고 추정된다. 대도시에서 수많은 병원을 취급하는 지역처리 센터는 1000kw 토치를 사용하여 하루에 25톤 정도의 폐기물을 처리할 수 있다.
폐기물이 연소실에 도입될 때 플라즈마 불꽃으로 부터 대류, 전도 및 방사, 연소실내에 순환되는 가열 가스 및 가열된 내화 라이닝에 의해서 에너지를 흡수한다. 폐기물중 유기물이 가열될 때 유기물이 주로 탄소와 수소인 원소 성분으로 해리할때까지 점점 불안정해 진다. 산소와 할로겐 원자도 폐기물에 존재할 경우 방출된다. 해리를 시키는데 필요한 시간은 물질에 따라 약간 다르나 대체로 1100℃에서 대개의 화합물에 대해 밀리초이다. 제 1 도에서, 방출된 수소가스는 빠르게 팽창하여 연소실에서 배출가스 파이프(26)로 흘러 폐기물의 해리에 의해 발생된 탄소 미립자를 운반한다.
생성된 탄소의 양은 유기 화합물의 양과 폐기물에서 이용할 수 있는 산소의 양에 달려 있다. 탄소가 연소실에서 빠져 나가기전에 산화되지 않으면 바람직하지 않은 무거운 입자가 가스 냉각기(65)와 가스 세정기(68)로 운반된다(제 2 도 참조).
제 4 도에서, 연소실(20)은 내화 라이닝된 용기를 포함하고 일반적으로 원통형이며 3개의 지대로 구축된 플라즈마 아아크로이다. 연소실은 도시된 대로 수직으로 배향된다. 용기는 환원 대기에서 1850℃까지의 온도를 견딜수 있도록 설계된다. 용기는 중앙 원통지대(28) 반구형인 상부지대(29)와 반구형인 하부지대(30)를 포함한다. 이 지대들은 플랜지 죠인트(31,32)에서 조립되어 기밀식 구조물을 이룬다. 컨베이어 이송튜브(17)가 통기 시스템 튜브(15)처럼 중앙 지대(29)의 벽을 통해 장착된다.
종래의 플라즈마 아아크 토치(35)가 중앙 지대에 있는 경사진 토치 수용 구멍(36)을 통해 장착된다. 관측구멍(38)이 중앙 지대에 있다. 가스출구(40)는 연소실의 상부지대(29)에 있다. 가스 통기 시스템은 약 875℃- 1000℃의 온도에서 가스를 가스 냉각기(65)로 전달한다. 가스 파이프(26)는 기밀식이어서 뜨거운 가스가 인화하는 것을 막는다. 또한 875℃ 이상으로 가스 온도를 유지 시키기 위해 파이프는 내화 라이닝된다.
연소실(20)의 하부지대(30)는 탭정치 시스템(43)에 의해 제어되는 유리질 슬래그 탭(42)을 포함한다. 슬래그는 하부지대에서 푸울(S)을 형성한다. 탭은 유리질슬래그의 오버플로 태핑을 허용하는 크기이다. 금속 찌꺼기가 축적되는 경우 연소실을 비우는 저부탭(46)을 통해 태핑된다.
연소실의 상부지대(29)에 주입기(45)도 장착된다. 이 주입기는 용기내에 산소를 공급하여 연소 생성물을 조절한다.
플라즈마 아아크 토치(35)는 연소실(20) 내부를 약 1400-1850℃ 범위의 균일한 온도로 가열시키는 플라즈마 불꽃을 방출한다. 비-전달형 토치는 유기물 함량이 높은 치료 폐기물 처리에 좋다. 전달형 토치에 비해서 비-전달형 토치는 연속적인 토치 운동이 불필요하며 더 큰 벌크가스 가열 용량, 특히 가열기간 동안 증가된 아아크 안정성, 단순한 로설계, 및 더큰 시스템 신뢰성 때문에 단순한 기계적 제어의 잇점이 있다.
플라즈마 가열 시스템은 전원, 플라즈마 가스 압축기 및 냉각 시스템(도시안된)을 더욱 포함한다.
연소실(20)이 여러 지대로 구축되기 때문에 하부 지대와 같이 더 큰 마모와 유지문제가 있는 지대의 대체는 감소된 비용 및 시스템 정지로 이루어진다.
제 2 도에서, 이송튜브(17)로 부터 연소실로의 물질 이송은 폐기물이 플라즈마 불꽃(F)으로 바로 주입되기 보다는 하부지대(30)에 형성된 용융 슬래그(S)로 주입되는 방식이다. 슬래그에 폐기물의 도입은 유리질 재료내의 금속의 포착을 향상시켜 이들이 배출가스에 포집되는 것을 최소화한다.
폐기물 처리 시스템은 연소 공정동안 탄소 입자의 급상승을 최소화한다. 이 시스템은 마이크로 프로세서(도시안된)를 가지는 프로그램 가능 논리 제어기, 다양한 콘트롤 및 모니터 장치를 포함하는 프로세스 모니터 및 콘트롤(50)(제1 도 참조)을 포함한다. 이 하부 시스템은 바라는 폐기물 처리 공정의 최종 생성물을 위해 다른 공정 변수를 제어하는데 사용되는 공정 변수를 모니터한다. 이 시스템은 분리된 원소 성분으로 부터 유기 화합물의 재형성을 조절한다. 이것은 다양한 공정 온도 및 압력과 산화제의 연소실(20)로의 주입을 제어함으로써 달성되어서 연소 생성 가스 스트림내에 수소와 일산화탄소를 최대화하고 이산화탄소, 탄소 입자, 재형성된 복잡한 유기 화합물의 양을 최소화한다.
탄화수소의 열분해로 고체 탄소와 수소 가스가 방출된다. 탄화수소 유도체는 다양한 양의 산소, 질소 및 염소와 같은 할로겐 원소를 포함한다. 산소와 염소는 자유롭게 풍부한 탄소와 수소와 반응하여 이론적으로는 다양한 복잡한 유기 화합물을 재형성시킨다. 이러한 복잡한 화합물은 제한된 수의 단순한 화합물이 안정한 연소실내에 도달된 고온에서는 형성될 수 없다. 이들 단순한 화합물중 가장 일반적이고 안정한 것은 일산화탄소와 염화수소이다. 보통 모든 고형 탄소를 일산화탄소 가스로 전환시키기에는 폐기물로 부터 방출된 산소의 양이 불충분하다. 따라서 탄소 미립자가 수소가 지배적인 가스 스트림에 의해 포집되어 연소실 밖으로 운반된다. 폐기물내의 수분은 추가 산소를 방출한다. 그러나 폐기물의 수분 함량이 전체 폐기물에서 균일하게 분배되거나 적어도 30중량%를 능가하지 않는다면 이 전환을 최대화하기 위해서 추가적인 산소원이 필요하다.
그러나, 초과 산소가 공정에 가해지면 연소는 바람직하지 않는 이산화탄소를 발생시키기 때문에 추가되는 산소의 양은 조절되어야 한다. 연소실로 주입된 산화제의 양은 제어된다. 특히, 그 양은 두개의 모니터 시스템에 의해 결정된다; 가스 스트림내에 포함된 탄소 입자의 양을 탄소 입자가 연소실에서 빠져나갈 때 모니터 하기 위한 제 1 모니터(51), 제 1 모니터(51)에 인접 위치한 또는 생성 가스의 조성을 모니터하기 위해 제 1 모니터 하류에 위치한 제 2 가스모니터(52).
연소실(20)에서 유기 폐기물은 주로 수소가스, 일산화탄소, 탄소입자 및 염화수소로된 안정한 기본 성분으로 빠르게 분해한다. 폐기물 처리 시스템은 대부분의 탄소 입자를 일산화탄소로 전환하기 위해서 유효량의 산화제를 연소실에 주입시키는 수단을 포함한다. 이 주입 수단은 수증기 발생기(53')와 연소실에 예정된 양의 수증기를 주입하는 주입기(45)에 제어된 방식으로 개방되어 수증기를 공급하는 수증기 밸브(54)를 포함하는 산화제 공급 시스템(53)이다. 연소실에 주입된 수증기는 자유 탄소를 주로 일산화탄소로 전환시킨다. 일산화탄소는 연료값을 가지며 수소생성물과 결합되어 에너지 회수 시스템(70)에 의해 활용될 수 있는 생성 가스를 형성하기 때문에 바람직한 최종 생성물이다.
과량의 산소를 한정시킴으로써 금속 산화물, 질소 산화물 및 황산화물의 형성이 최소화 된다.
예컨대 연료 가스 생성물은 수증기 보일러에서 연소되며 연료실에 사용되며 촉매 전환기로 메탄올로 개질되거나 터어빈에 동력을 주어 전기를 발생시키는데 사용될 수 있다.
산화제가 연소실에 주입된 후에 탄소와 수증기를 철저히 혼합하여 탄소의 가스화를 최대화하기 위해서 연소실에서 교란이 발생된다. 연소실은 산화제가 주입되어 탈출가스와 포집된 탄소가 통과되는 교란지대(47)(제 2 도)를 포함한다. 탄소와 산화제는 산화 반응이 일어나기에 유효 시간 동안 교란 지대에 유지되어야 한다. 체류시간은 가스와 포집된 입자와 수증기가 연소실과 가스 파이프의 고온 지대에 머무르는 시간이다. 체류 시간은 가스 흐름속도와 가스가 움직이는 거리의 함수이다. 높은 가스 흐름속도에서, 가스를 냉각기로 운반하는 가스 파이프와 교란지대의 용적은 충분한 체류 시간을 보장하는 부피이다. 교란지대는 연소실 부피와 체류 시간을 증가시킬 필요없이 탄소와 산소간의 반응 가능성을 향상시킨다.
연소실(20)에 주입된 산화제의 적절한 양은 연소실을 빠져나갈 때 가스 스트림내에는 자유 탄소의 양을 측정하는 제 1 모니터(51)에 의해 배출 가스 파이프(26)에서 결정된다. 제 3 도에 도시된 대로, 제 1 모니터(51)는 연소실로 부터 출구 가스 파이프(26)의 내화 라이닝에 작은 관측 구멍(56)을 가지는 탭을 포함한다. 관측구멍은 스텐레스강 파이프(57), 파이프를 에워싼 수냉식 재킷(58), 질소주입구(59), 가압 유리창(60), 광원(64) 및 탐지기(62)와 함께 끼워진다. 탐지기는 연소실을 나가는 가스를 연속으로 모니터하여 탄소입자를 측정한다.
제 3 도에 도시된 제 1 모니터는 가스파이프에서 탐지기(62)로 가로지르는 특정 파장의 광원(64)을 사용한다. 탐지기에 도달하는 빛의 양은 가스내의 입자의 밀도에 달려 있다. 입자는 광원에서 방출된 빛을 산란 및 분산시킨다.
탐지기(62)의 출력은 연소실로 주입되는 수증기의 양을 제어하는 수단을 포함하는 프로세스 모니터 및 콘트롤(50)에 연결된 신호 프로세서(63)로 간다. 제어 수단은 수많은 논리장치로 되어 있다. 탐지기는 유기물의 빠른 분해 이후에 가스스트림내 탄소입자의 급상승을 식별하고 해당 신호를 신호 프로세서에 보내서 신호를 처리하고 그것을 논리장치로 보낸다. 논리장치는 수증기 밸브(54)의 개방을 제어하여 허용 가능한 탄소 입자 수준에 도달될 때까지 처리실로 산화제가 즉시 주입되게 한다.
유기물의 해리 및 부분 산화로 형성된 가스는 연소실에서 적어도 900-1150℃까지 가열된다. 폐기물 처리 시스템은 배출가스가 150 ℃ 미만의 온도로 배출가스를 냉각하고 냉각된 배출 가스에서 포집된 탄소입자를 분리하는 수단에 도달할때까지 예정 온도 이상으로 배출 가스 온도를 유지하는 수단을 포함한다. 냉각 수단은 냉각기(65)가 좋다. 배출가스는 연소실의 출구(40) 에서 가스가 냉각기에 도달할때까지 가스 온도를 875℃ 이상으로 유지하도록 열적으로 절연된 파이프(26)를 통해 냉각기에 전달된다. 가스가 150℃ 이하로 급냉될 때까지 열손실 및 냉각을 최소화하기 위해서 냉각기는 가능한 연소실에 가까운 것이 좋다. 고온 열전쌍 온도계는 수증기 주입지대와 냉각기 입구에 가까운 하류에 앞서 가스 온도를 모니터한다.
다양한 공정 매개변수가 가스 온도를 선호되는 작동 범위내에 유지시키기 위해 사용된다. 주 연소실내 가스 온도는 토치 입력과 이송 속도의 함수이다. 토치는 필요량의 열을 제공하여 가스 온도를 결정하는 연소실 온도를 최소로 유지한다. 폐기물은 연소실에 이송될 때 열 에너지를 흡수한다. 토치 전력은 크기와 공정 매개 변수에 의해 주로 고정되므로 폐기물 이송 속도가 연소실의 과정을 막고 연소실 온도를 조절하는데 사용된다. 온도에 영향을 주는 또다른 매개변수는 이산화탄소를 형성시키는 산화의 정도이다. 연소실에 추가적 과잉 수증기가 공급되면 더 많은 탄소가 이산화탄소로 산화한다. 이 반응은 발열 반응이어서 온도 상승을 일으키는 추가적 열을 방출한다. 본 발명에 따르면 이 반응은 폐기물 처리 공정의 초기에 온도 상승을 촉진 하지만 이것은 생성가스의 연료질을 저하시키므로 선호되는 것은 아니다.
냉각기(65)에서 물분무로 가스는 150℃ 이하의 온도로 급냉되어 복잡한 유기 화합물의 형성을 막는다. 재 순환수는 가스가 통과하는 가스 파이프의 축을 따라 미세한 안개로 분무된다. 고온 가스가 분무에 접촉할 때 냉각수가 빠르게 가열되고 빠르게 냉각시키는 증발물은 가스 온도를 낮추어서 복잡한 유기 화합물의 재형성을 막는다. 분무 작용은 가스내에 포함된 탄소 및 금속 입자를 세척하기도 한다. 입자는 입자 재생 시스템(66)에 의해 제거되어 도관(67)을 통해 이송 시스템으로 도입된다.
냉각수는 재순환되어 재사용된다.
가스가 냉각기(65)에 의해 냉각된 후에 드래프트 팬(19)에 의해 냉각된 배출 가스 내의 산성 가스를 중화시키고 나머지 탄소 입자를 분리시켜 생성가스를 형성하는 수단으로 도입된다. 이 수단은 습식 가스 세정기(68)이다. 병원 등의 유기 폐기물에서 종종 발견되는 염소화된 유기물은 분해하여 수소 농후 가스에서 염화수소로 개질된다. 이 화합물은 염기성 중화제와 반응하여 염을 형성하는 반응에 의해서 연소가스가 세정기를 통과할 때 세정기에서 중화된다.
세정기(68)에 의해 가스로 부터 세척된 입자는 입자 재생 시스템(66)에 의해 여과되어 이후에 탈수되어 추가 처리를 위해 도관(67)을 통해 이송 시스템(10)에도입된다. 수처리 시스템(72)은 조절된 양의 보충수와 중화제를 냉각기(15) 및 세정기(68)에 물공급원(73)과 중화제 공급원(74)을 경유해서 공급한다. 수처리 시스템은 배수구(75)로 방출시킨다.
냉각된 가스가 가스 세정기(68)를 떠난후 생성가스 조성을 모니터 하기 위한 온라인 가스 모니터인 제 2 가스 모니터(52)로 간다. 이 가스 모니터는 수소의 비율 측정하는 열전도 분석기 (76), 전체 탄화수소에 대한 일산화탄소, 이산화탄소 및 메탄이 비율을 측정하는 적외선 분석기(77)를 포함한다. 적외선 분석기는 공정중 탄소와 산소의 비율을 측정하며 이 측정은 전체 공정의 균형을 모니터 하는데 사용된다.
예컨대, 제 2 가스 모니터(52)는 시스템에서 공기가 누출되는지를 측정하는데 사용될 수 있다. 이러한 누출은 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 메탄의 비율이 전체적으로 낮으면 알 수 있다. 만약 질소가 약 80%인 공기가 시스템으로 누출하면 4개 가스의 전체 비율은 약 92-94% 이하일 것이다. 또한 가스 비율은 시스템이 제대로 작동하는 지를 나타낸다.
제어된 연소의 목적은 유기 폐기물에서 방출된 탄소 고체를 연료값을 가지는 일산화 탄소로 전환하는 것이다. 산소가 너무 많으면 연소가 일어나 탄소를 연료값이 없는 이산화탄소로 전환시킨다. 본 발명에 따른 폐기물 처리 시스템은 방출된 탄소의 양과 산소의 양간에 균형을 맞춘다. 순수한 탄소는 일산화 탄소보다 고온에서 더 반응적이므로 연소실에 주입된 추가 산소는 탄소와 반응하여 추가적 일산화탄소를 형성하며 이산화탄소를 형성하도록 일산화탄소와는 반응하지 않는다. 이산화탄소를 일산화탄소보다 처리온도에서 덜 안정적이다.
의료 폐기물을 처리할 때 방출된 탄소의 양은 연소실에 이송되는 유기물의 양과 종류에 따라 다르다. 일반적으로, 탄소의 가스화를 위해 필요한 산화제의 양은 생성가스 스트림내의 일산화탄소, 이산화탄소 및 메탄의 비율을 모니터함으로써 결정된다. 그러나 폐기물 조성이 변하기 때문에 방출된 탄소의 양이 일시적이며 빠르게 변한다. 따라서 연소실에 주입된 산화제의 양의 즉각적인 조절이 연소실을 빠져 나가는 탄소의 양의 급상승을 막기 위해서 필요하다. 이 때문에 고온 가스 온도에서 탄소 입자를 측정하여 자유 탄소의 양이 허용 수준까지 감소될때까지 주입된 산소의 양을 증가시키도록 산화제 주입 시스템으로 부터 시의 적절한 대응을 지시하기 위해서 연소실에 인접한 제 1 모니터 수단(51)이 있다.
비독성 금속, 독성 중금속, 세라믹 및 유리와 같은 무기 폐기물은 약 1650℃의 온도에서 연소실에서 용융한다. 용융물은 유리와 같은 슬래그로 구성되며 어떤 경우에는 분리 가능한 금속층으로 구성된다.
폐기물 처리 시스템은 연소실로 부터 용융물을 제거하는 수단을 포함한다. 제 1도에서, 제거수단은 탭장치(42), 밀폐된 물탱크(80) 및 고형 찌꺼기 처리 시스템(81)을 포함한다. 용융물은 탭장치를 통해 밀폐된 물탱크에 들어가 급속 냉각되어 조그만 조각으로 파쇄된다. 고형 유리질 슬래그는 중금속이 결합되기 때문에 본질적으로 불활성이다. 따라서 유리질 슬래그는 고체 상태에서 삼출에 저항한다. 내부 연소실에 대한 토치의 방향은 토치의 화염이 탭 장치(42) 영역 쪽으로 향하도록 하는 방향이다. 토치 화염으로 부터 탭 영역으로 증가된 열전달(그리고 용융된 유리의 높이가 탭 구멍에 이를 때 용융된 유리)은 유리의 높이가 이송 폐기물내의 조각 유리 및 금속으로 부터 쌓일 때 탭 구멍을 통한 용융 유리의 연속 흐름을 촉진한다. 만약 구멍을 통한 유리의 흐름을 개지시키기 위해서 탭 영역이 추가 가열을 필요로 하면 토치가 낮춰져서 탭 영역으로의 직접적 열 전달을 증가시킨다.
탭 구멍은 대기기간 동안 열 손실을 최소화하기 위해서 탭 구멍을 폐쇄하는 탭 정치장치(43)에 의해 밀폐될 수 있다. 상당기간후에 유리 슬래그 아래에 금속층이 축적될 수 있다. 철과 같은 금속은 규산염과 쉽게 반응하지 않는다. 유리질 물질은 이들 금속의 일부를 흡수하지만 상당량의 금속이 폐기물 스트림에 있다면 금속이 축적될 수 있다. 그러나 이것은 심각한 문제가 아니며, 금속이 풀을 채우면 저부탭(46)을 통해 배출되어 금속 조각으로서 재생될 수 있다. 저부탭(46) 또한 탭정치장치(43)에 의해 밀폐되며 배출을 위해 기계적으로 개방될 수 있다.
고형 찌꺼기 처리 시스템(81)은 고형 슬래그를 운송 및 처리 창고(85)로 이동시키는 장치(82)를 포함한다.
세정된 가스는 에너지 회수 시스템(70)에 전달된다. 포집된 수분은 종래의 설비로 제거될 수 있다. 유기물의 열분해에 의해 형성된 가스는 주로 수소와 일산화탄소이다. 이러한 가스 조성물은 유용한 연료 가스여서 폐기물내에 있었던 에너지 회수에 사용될 수 있다.
본 발명은 공지의 폐기물 처리 방법 및 장치의 문제점을 극복하여 비균질적양의 수분을 포함하는 다양한 종류 및 조성의 폐기물을 처리하는 방법 및 처리 시스템을 제공하면서 모든 대기 및 물 방출물 기준을 충족시키고 매립지에서 처리를 필요로하는 찌꺼기를 발생시키지 않는 것을 목적으로 한다.
분류안된 폐기물을 처리할 수 있는 폐기물 처리 시스템을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.
복잡한 유기 화합물의 개질을 최소화하기 위해서 모든 복잡한 유기물을 파괴하고 배출가스를 처리하며 EPA TCLP 테스트를 통과하며 재생 또는 재활용될 수 있는 고형 찌꺼기로 무기 폐기물을 용융 시키도록 전체 폐기물 처리 공정에서 일정한 고온을 유지시킬수 있는 폐기물 처리 시스템을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다. 본 발명의 실시예에 따르면 폐기물이 제어된 주입 속도로 처리챔버에 도입되며 플라즈마 아아크 토치에 의해서 1650℃까지 가열되어 폐기물중 유기물을 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 탄소함유 입자로 이루어진 가스로 전환시키고 무기물을 용융물로 전환시킨다. 가스는 875 내지 1000℃의 온도로 배출가스로서 처리챔버에서 나온다. 용융물은 처리 챔버에서 나와 냉각되어 비-여과성 고형물 또는 재활용 가능 금속을 형성한다.
폐기물 처리 시스템은 배출 가스내에 포함된 탄소 입자의 양과 배출가스의 일산화탄소/이산화탄소비를 모니터한다. 배출가스에서 과다한 양의 탄소 입자가 탐지될 때 산화제가 유효양으로 처리챔버에 주입되어 대부분의 탄소입자를 일산화탄소로 전환시킨다. 처리챔버에 주입된 산화제의 양은 이산화탄소의 형성을 최소화하고 동시에 탄소를 최대로 가스로 전환시키게 하도록 공정제어된다.
배출가스로 부터 복잡한 유기 화합물의 형성을 막기 위해서 폐기물 처리시스템은 배출가스의 온도를 배출가스가 150℃ 이하로 급냉될때까지 875℃ 이상으로 유지시킨다. 배출가스의 냉각동안 일부 입자가 냉각된 가스로 부터 분리된다. 냉각된 배출가스에서 하류의 산성가스가 중화되고 나머지 입자가 분리되어 실질적으로 수소와 일산화탄소로 구성된 생성가스를 형성한다. 분리된 탄소 입자는 처리 챔버에 도입되어 더욱 처리된다. 생성가스의 조성이 연속으로 기록되어 산화제 주입 유효량을 결정한다.
폐기물 처리 시스템은 또한 연소실로 폐기물을 안전하게 주입시킨다. 폐기물이 열분해를 위해 분쇄, 조각, 혼합, 전달되기 전에 폐기물을 주변 환경으로부터 분리하는 방법 및 장치가 발표된다. 폐기물이 제 1 수집 수단으로 주입된 후에 제 1수집 수단에 주변 환경에 대해 폐쇄된다. 이후에 폐기물은 제 2 수집 수단에 방출되고 제 2 수집수단은 제 1 수집 수단 및 주변 환경에 대해 폐쇄된다. 이후에 폐기물은 폐기물내의 고체와 액체를 혼합하기 위해서 분쇄 및 혼합된다. 상기 제 2 수집 수단으로부터 나오는 가스는 처리 챔버로 통기된다.
제 2 수집수단에 소독제를 분무하도록 소독 시스템이 제공되며 이후에 소독제는 처리 챔버로 전달되어 파괴된다.
본 발명은 상부, 하부 및 중간 지대를 포함하며 기밀식으로 조립되는 처리 챔버를 활용하기도 한다.
폐기물 처리 시스템은 TCLP테스트를 통과한 유리 함유 금속 형태로 고형 찌꺼기를 생성하며 이것은 재생 또는 재활용될 수 있다. 게다가 본 발명의 방법 및장치는 병원, 의료 및 독성 및 유해 폐기물의 안전한 처리에 국한되지 않고 화학 독성물질의 안전한 처리에도 효과적으로 사용할 수 있다.

Claims (18)

  1. 폐기물 연소실;
    제어된 이송 속도로 폐기물을 상기 연소실에 이송하는 수단;
    폐기물중 유기성분을 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소로 이루어진 가스로 전환시키며 탄소 입자를 포함한 입자로 전환시키고, 폐기물중 무기성분을 용융물로 전환시키도록 상기 연소실을 충분한 온도로 가열하기 위한 플라즈마 아아크토치;
    배출가스로서 상기 연소실에서 나온 가스를 빼내며 상기 연소실에 부분 진공을 유지시키는 수단;
    상기 연소실로 부터 상기 용융물을 제거하는 수단;
    배출가스에 포함된 탄소입자의 양을 모니터하는 제 1 모니터 수단;
    상기 탄소 입자의 대부분을 일산화탄소로 전환시키는데 효과적인 양으로 상기 연소실에 산화제를 주입하는 수단;
    탄소 입자의 형성을 최소화하기 위해서 상기 연소실로 주입되는 산화제의 양을 제어하기 위해 상기 제 1 모니터 수단에 반응하는 수단;
    배출가스를 150℃이하의 온도로 냉각시키며 냉각된 배출 가스로 부터 입자를 분리하는 수단;
    상기 연소실을 상기 냉각 수단에 연결시키기 위한 도관을 포함하는 배출가스를 빼내는 수단;
    냉각된 배출가스내의 산성 가스를 중화시키고 입자를 분리시켜 생성가스를형성시키는 수단;
    남아있는 입자를 이송수단에 도입하는 수단;
    생성가스의 조성을 모니터하기 위한 제 2 가스 모니터 수단을 포함하는 무기 및 유기 성분으로 구성된 폐기물 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 이송 수단이 폐기물이 충진되는 충진 호퍼를 포함하고 이송 호퍼가 상기 충진 호퍼 아래에 위치하며 개방된 위치에서 상기 충진 호퍼의 충진을 허용하고 폐쇄된 위치에서 상기 충진 호퍼에 대한 기밀식 덮개를 형성하는 제 1 폐쇄부가 있으며 상기 충진 호퍼와 상기 이송 호퍼 사이에 배치되어 개방된 위치에서 통하며 밀페된 위치에서 분할을 시키는 제 2 폐쇄부가 있으며 상기 제 1 및 제 2 밀폐부는 교대로 작동가능하며 이송 컨베이어 수단이 상기 호퍼에서 상기 연소실로 연장됨을 특징으로 하는 폐기물 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 이송호퍼와 상기 연소실 사이에 연장되어 상기 이송 호퍼내의 가스가 상기 연소실로 통기는 통기 시스템을 더욱 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 이송호퍼에 소독제를 주입하는 소독 시스템을 더욱 포함하며 상기 소독 시스템은 상기 컨베이어 수단 위에서 상기 이송 호퍼내에 장착된 분무 노즐과 상기 분무 노즐을 소독제 공급원에 연결시키는 수단을 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 모니터 수단에 반응하는 상기 수단이 상기 제 1 모니터 수단과 상기 제 2 가스 모니터 수단으로 부터 신호를 수신하기 위한 신호 프로세서를 포함하고 과량의 탄소 입자가 배출가스에 포함되어 있음을 나타내는 신호를 수신하는 상기 프로세서에 반응하여 제어된 방식으로 상기 연소실에 산화제를 주입하기 위해서 상기 신호 프로세서가 밸브의 개방을 제어하는 제어수단을 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 폐기물 연소실이 산화제가 주입되는 교란 지대를 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 제 1 모니터 수단이 상기 도관내에 하나 이상의 관측 구멍, 광원, 상기 관측구멍에 대해 장착되어 상기 광원으로 부터 탐지기에 도달하는 빛의 양에 기초하여 배출가스내의 탄소 입자의 농도를 측정할 수 있는 탐지기를 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 제 2 가스 모니터 수단이 수소의 비율을 측정하기 위한 열전도 분석기, 생성 가스내의 일산화탄소, 이산화탄소 및 탄화수소 가스의 비율을 측정하기 위한 하나 이상의 적외선 분석기를 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 도관이 열전연 파이프와 상기 연소실에 배치된 온도 감지기와 상기 냉각 수단에 인접한 제 2 온도 감지기를 포함하여 상기 도관내의 배출가스 온도를 유지하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리 장치.
  10. 연소실에 있는 폐기물 처리 용기를 설비하고;
    제어된 이송속도로 상기 연소실에 폐기물을 이송하고;
    플라즈마 아크토치를 제공하고;
    상기 폐기물을 상기 연소실내에서 상기 플라즈마 아아크 토치를 사용하여 가열하여서 폐기물 중 유기 성분을 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 탄소입자를 포함한 입자로 전환시키고 폐기물 중 무기성분을 용융물로 전환시키고;
    상기 연소실을 빠져나오는 가스를 배출가스로 빼내고 상기 연소실내에 부분 진공 압력을 유지시키고;
    상기 연소실로 부터 상기 용융물을 제거하고;
    제 1 모니터를 사용하여 배출가스내에 포함된 탄소입자의 양을 모니터하고;
    상기 탄소 입자의 대부분을 일산화탄소로 전환시키기에 유효한 양으로 산화제를 상기 연소실에 주입하고;
    배출가스의 온도를 초기에 875℃이상 유지시키고;
    배출 가스를 이후에 150℃ 이하의 온도로 냉각시키고;
    냉각된 배출 가스로 부터 입자를 분리하고;
    냉각된 배출가스내의 산성가스를 중화하고;
    냉각된 가스로부터 나머지 입자를 분리하여 45 내지 55%의 수소와 30 내지 40%의 일산화탄소로 이루어진 생성가스를 형성시키고;
    나머지 입자를 연소실에 도입하고; 그리고 생성가스의 조성을 제 2 가스 모니터를 사용하여 모니터하는 단계로 이루어진 유기 및 무기 성분으로 구성된 폐기물 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 이송 단계가 폐기물을 제 1 수집 수단에 도입하고 상기 제 1 수집 수단을 주변 환경에 대해서 폐쇄하고 폐기물을 제 2 수집수단에 방출하고 상기 제 2 수집수단을 상기 제 1 수집수단 및 주변 환경에 대해 폐쇄시키고 이후에 폐기물을 연소실에 전달하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제2 수집 수단을 상기 연소실로 통기시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 수집 수단이 상기 제 1 수집 수단에 대해서 폐쇄될 때 상기 제 2 수집 수단으로 소독제를 도입하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 배출가스에 포함된 과량의 탄소 입자를 표시하는 상기 제 1 모니터에 반응해서 상기 연소실에 수증기가 주입됨을 특징으로 하는 폐기물 처리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 폐기물 연소실의 교란지대에서 탄소 입자와 수증기를 혼합시켜서 탄소 입자를 일산화탄소로 완전 전환시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 유지 단계가 배출 가스를 연소실의 출구와 냉각 수단의 입구 사이에 연장된 열절연 파이프를 통과시키고 출구와 입구에서 배출가스의 온도를 모니터하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 폐기물 처리 방법.
  17. 폐기물 연소실;
    상기 연소실에 폐기물을 제어된 속도로 이송하는 수단;
    상기 연소실을 충분한 온도로 가열시켜 폐기물중 유기성분을 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소로 이루어진 가스와 탄소 입자를 포함한 입자로 전환시키고 폐기물중 무기 성분을 용융물로 전환시키기 위한 플라즈마 아아크 토치;
    상기 연소실로 부터 가스를 배출가스로서 빼내서 냉각시키는 수단;
    상기 연소실에서 상기 용융물을 제거하는 수단;
    배출가스내에 포함된 탄소입자 양을 모니터하기 위한 제 1 모니터 수단; 그리고
    상기 탄소입자의 대부분을 일산화탄소로 전환시키기에 유효한 양으로 상기 연소실에 산화제를 주입하는 수단을 포함하는 무기 및 유기성분으로 구성된 폐기물 처리 장치.
  18. 연소실이 있는 폐기물 처리 용기를 설비하고;
    제어된 이송속도로 상기 연소실에 폐기물을 이송하고;
    플라즈마 아크토치를 제공하고;
    상기 폐기물을 상기 연소실내에서 상기 플라즈마 아아크 토치를 사용하여 가열하여서 폐기물중 유기 성분을 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 탄소 입자를 포함한 입자로 전환시키고 폐기물중 무기성분을 용융물로 전환시키고, 상기 연소실을 빠져나오는 가스를 배출가스로 빼내고 상기 연소실내에 부분 진공 압력을 유지시키고;
    상기 연소실로 부터 상기 용융물을 제거하고;
    제 1 모니터를 사용하여 배출가스내에 포함된 탄소 입자의 양을 모니터하고;
    상기 탄소입자와 대부분을 일산화탄소로 전환시키기에 유효한 양으로 산화제를 상기 연소실에 주입하고;
    배출가스의 온도를 초기에 875℃ 이상 유지시키고; 그리고
    배출가스를 이후에 150℃이하의 온도로 냉각시키는 단계로 이루어진 무기 및유기성분으로 구성된 폐기물 처리 방법.
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