KR100372775B1 - 폐기물 탄화 소각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐기물 소각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 폐기물을 탄화시켜 소각실 내에서 완전 연소시킴으로써 외부로 배출되는 각종 매연과 가스를 인체에 무해하도록 탈취 및 정화시켜 대기오염을 줄일 수 있도록 구성된 폐기물 탄화 소각장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 구동모터(15)의 동력을 받아 폐기물을 교반하는 교반날개(12)가 설치된 교반실(11)과, 상기 교반실(11)에 폐기물을 투입할 수 있도록 설치된 투입구(13)와, 상기 교반실(11)에서 탄화된 폐기물을 회수할 수 있도록 교반실(11)의 일측 하단부에 형성된 배출구(11a)와, 상기 교반실(11)의 바깥 둘레에 공간이 마련된 제 1연소실(14)과, 상기 제 1연소실(14)의 일측 벽면 최하단부에 설치되어 상기 교반실(11)의 하부를 가열하여 교반실(11) 내에 투입된 폐기물을 탄화시키는 제 1버너(16)로 이루어진 제 1소각실(10)과, 상기 제 1연소실(14)의 상부와 연통되어 제 1소각실(10)의 상부에 설치되는 제 2연소실(21)과, 상기 제 2연소실(21)의 일측면에 설치되어 제 2연소실(21)로 유입된 가스를 연소하는 제 2버너(25)와, 상기 제 2연소실(21)에서 외부로 배출되는 가스를 정화 탈취하는 촉매필터(27)로 된 제 2소각실(20)로 이루어진 폐기물 소각장치에 있어서, 상기 제 2버너(25)는 제 2연소실(21)의 일측면으로 제 2연소실(21)보다 협소하게 연장 설치하여 교반실(11)에서 발생한 가연성 가스가 흡입되는 흡입실(28)의 일측벽에 설치하고, 상기 교반실(11)의 일측면 상부에는 상기 흡입실(28)과 연통되어 교반실(11)에서 발생한 가연성 가스를 흡입실(28)로 이송하는 이송관(18a)을 설치하고, 상기 이송관(18a)이 결합된 흡입실(28)의 내부에는 외부의 공기를 공급하는 제 1공기 유입관(26a)과 상기 제 1공기 유입관(26a)의 끝단에 설치되어 유입되는 공기에 의해 회전하여 교반실(11)의 가연성 가스를 흡입실(28)로 흡입하는 흡입팬(26b)을 설치하며, 상기 흡입실(28)과 제 2연소실(21)이 연통된 부위에는 외부의 공기를 공급하는 제 2공기 유입관(23a)을 설치하고, 상기 제 2연소실(21)과 연통되는 흡입실(28)의 입구에는 전원을 인가받아 발열하는 열판(24a)을 제 2연소실(21)의 내부로 돌출되도록 설치하여서 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

폐기물 탄화 소각장치{A carbonization incinerator of scrapped material}
본 발명은 폐기물 소각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 폐기물을 탄화시켜 소각실 내에서 완전 연소시킴으로써 외부로 배출되는 각종 매연과 가스를 인체에 무해하도록 탈취 및 정화시켜 대기오염을 줄일 수 있도록 구성된 폐기물 탄화 소각장치에 관한 것이다.
종래의 폐기물 탄화 소각장치는 특허공개공보 제 1999-062344호(1999년07월26일 공개 : 폐기물 처리장치)에 알려져 있으며, 첨부한 도면 도 1을 참조하여 종래의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
도시된 바와 같이 종래의 폐기물 탄화 소각장치는, 구동모터(15)의 동력을 받아 폐기물을 교반하는 교반날개(12)가 회전 가능하게 설치되는 교반실(11)이 마련되고, 상기 교반실(11)의 바깥 둘레에는 전체적으로 교반실(11)과 소정 간격 이격되어 제 1연소실(14)을 형성한 제 1소각실(10)이 마련되어 있다.
상기 교반실(11)에는 폐기물이 투입되는 투입구(13) 및 탄화된 폐기물을 회수할 수 있는 배출구(11a)가 마련되며, 상기 제 1소각실(10)의 일측 벽면 최하단부에는 상기 교반실(11)의 하부를 가열하여 교반실(11) 내에 투입된 폐기물을 탄화시키는 제 1버너(16) 및 제 1연소실(14)에 공기를 공급하는 제 1블로워(17)가 설치되어 있다.
또한, 상기 교반실(11)의 상측방으로는 폐기물이 탄화되는 과정에서 발생하는 가연성 가스가 상부로 이송되는 내부 연통관(18)이 마련되며, 상기 내부 연통관(18)의 바깥 둘레에는 상기 제 1연소실(14)에서 연소된 연소가스가 이송되는 외부 연통관(19)이 마련되어 있다.
그리고, 상기 제 1소각실(10)의 상부로는 상기 내,외부 연통관(18)(19)과 연통되어 외부로 배출되는 매연을 정화시키는 제 2소각실(20)이 설치되어 있으며, 상기 제 2소각실(20)에는 교반실(11)의 상측방에 마련된 내부 연통관(18)과 연통되는 제 2연소실(21)과, 상기 제 2연소실(21)의 바깥 둘레에 상기 외부 연통관(19)과 연통되는 연소가스 이송로(22)가 각각 마련되어 있다.
또한, 상기 제 2소각실(20)에는 제 2연소실(21)의 상부 내측면으로 제 2연소실(21)을 구획하도록 돌출된 다수 개의 구획벽(24)과, 상기 제 2연소실(21)의 내부에 공기를 공급하는 다수 개의 공기 공급관(23)이 설치되며, 연소가스 이송로(22)에 공기를 공급하는 제 2블로워(26)와, 상기 내부 연통관(18)을 통해 제 2연소실(21)로 유입되는 가연성 가스를 완전 연소시키는 제 2버너(25)가 각각 설치되어 있다.
그리고, 상기 제 2소각실(20)의 상측방으로는 연소가스 이송로(22) 및 제 2연소실(21)에서 외부로 배출되는 연소가스와 연소된 가연성 가스를 정화 및 탈취하는 촉매필터(27)가 설치되어서 전체적인 구성이 이루어진다.
상기와 같이 구성된 종래의 폐기물 탄화 소각장치는, 교반실(11)에 투입된폐기물을 공기나 산소를 차단된 상태에서 탄화시켜 폐기물을 처리하는 것으로, 제 1버너(26)가 교반실(11)의 하부를 뜨겁게 달구어서 폐기물을 탄화시키고, 폐기물이 탄화되는 과정에서 발생하는 가연성 가스는 내부 연통관(18)을 통해 제 2연소실(21)로 유입되고, 제 1연소실에서 연소된 연소가스는 외부 연통관(19)을 통해 제 2연소실(21)의 바깥 둘레에 형성된 연소가스 이송로(22)로 유입된다.
상기에서 제 2연소실(21)로 유입된 가연성 가스는 제 2버너(25)에 의해 재차 연소되어 공기 공급관(23)과 구획벽(24)을 통과하면서 정화된 상태에서 촉매필터(27)를 거쳐 외부로 배출되고, 상기 연소가스 이송로(22)로 유입된 연소가스 또한 촉매필터(27)를 거쳐 외부로 배출시켜 폐기물을 소각할 때 발생하는 매연이나 분진 등의 발생을 억제할 수 있는 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 폐기물 탄화 소각장치는, 제 1연소실(14)에서 연소된 연소가스가 제 2소각실(20)에 형성된 연소가스 이송로(22)와 촉매필터(27)를 거쳐 바로 외부로 배출되는 바, 제 1소각실에서 불완전 연소된 가스가 외부로 배출되어 작업자에게 치명적인 피해를 입힐 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 폐기물이 탄화되는 과정에서 발생하는 가연성 가스는 내부 연통관(18)을 거쳐 제 2연소실(21)로 유입되는데, 이때, 제 2버너(25)가 이 가연성 가스를 완전 연소시키도록 되어 있으나, 상기 내부 연통관(18)을 통과한 가연성 가스 중에서 일부는 제 2버너(25)에서 뿜어내는 화력에 닿지 않아 완전 연소되지 않고 곧바로 공기 공급관(23)과 구획벽(24) 및 에어필터(27)를 거쳐 외부로 배출되는 문제점을 내포하고 있어 작업장의 안전에 치명적인 피해를 입힐 수 있는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 제 2소각실(20)에 마련된 제 2연소실(21)의 하중은 상기 제 1소각실(10)의 상측으로 연통된 내부 연통관(18)이 대부분 지탱하고 있으므로 내부 연통관(18)의 내구성이 급격히 저하되어 잦은 고장을 발생하게되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 제 1소각실에서 불완전 연소된 가스를 인체에 무해하도록 제 2연소실에서 완전 연소시켜 외부로 배출시키며, 폐기물이 탄화되는 과정에서 발생하는 가연성 가스를 제 2연소실에서 외부로 배출되기 전에 완전 연소시켜 작업장에 발생할 수 있는 폭발사고를 사전에 차단하여 작업장의 안전을 확보하고, 내구성을 향상시켜 잦은 고장을 미연에 방지하여 작업의 능률을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 구동모터의 동력을 받아 폐기물을 교반하는 교반날개가 설치된 교반실과, 상기 교반실에 폐기물을 투입할 수 있도록 설치된 투입구와, 상기 교반실에서 탄화된 폐기물을 회수할 수 있도록 교반실의 일측 하단부에 형성된 배출구와, 상기 교반실의 바깥 둘레에 공간이 마련된 제 1연소실과, 상기 제 1연소실의 일측 벽면 최하단부에 설치되어 상기 교반실의 하부를 가열하여 교반실 내에 투입된 폐기물을 탄화시키는 제 1버너로 이루어진 제 1소각실과, 상기 제 1연소실의 상부와 연통되어 제 1소각실의 상부에 설치되는 제 2연소실과, 상기 제 2연소실의 일측면에 설치되어 제 2연소실로 유입된 가스를 연소하는 제 2버너와,상기 제 2연소실에서 외부로 배출되는 가스를 정화 탈취하는 촉매필터로 된 제 2소각실로 이루어진 폐기물 소각장치에 있어서, 상기 제 2버너는 제 2연소실의 일측면으로 제 2연소실보다 협소하게 연장 설치하여 교반실에서 발생한 가연성 가스가 흡입되는 흡입실의 일측벽에 설치하고, 상기 교반실의 일측면 상부에는 상기 흡입실과 연통되어 교반실에서 발생한 가연성 가스를 흡입실로 이송하는 이송관을 설치하고, 상기 이송관이 결합된 흡입실의 내부에는 외부의 공기를 공급하는 제 1공기 유입관과 상기 제 1공기 유입관의 끝단에 설치되어 유입되는 공기에 의해 회전하여 교반실의 가연성 가스를 흡입실로 흡입하는 흡입팬을 설치하며, 상기 흡입실과 제 2연소실이 연통된 부위에는 외부의 공기를 공급하는 제 2공기 유입관을 설치하고, 상기 제 2연소실과 연통되는 흡입실의 입구에는 전원을 인가받아 발열하는 열판을 제 2연소실의 내부로 돌출되도록 설치하여서 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 폐기물 탄화 소각장치의 구성을 보인 정단면도.
도 2는 본 발명에 따른 폐기물 탄화 소각장치의 구성을 보인 정단면도.
도 3은 본 발명에 따른 폐기물 탄화 소각장치의 구성을 보인 측단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 제 1소각실 11 : 교반실
11a : 배출구 12 : 교반날개
13 : 투입구 14 : 제 1연소실
15 : 구동모터 16 : 제 1버너
17 : 제 1블로워 18 : 내부 연통관
18a : 이송관 19 : 외부 연통관
19a : 연통관 20 : 제 2소각실
21 : 제 2연소실 22 : 연소가스 이송로
23 : 공기 공급관 23a : 제 2공기 유입관
23b : 통공 24 : 구획벽
24a : 열판 25 : 제 2버너
26 : 제 2블로워 26a : 제 1공기 유입관
26b : 흡입팬 27 : 촉매필터
28 : 흡입실 29 : 점검창
이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 폐기물 탄화 소각장치의 구성을 보인 정단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 폐기물 탄화 소각장치의 구성을 보인 측단면도이다.
도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 폐기물 탄화 소각장치는 크게 제 1소각실(10)과 제 2소각실(20)로 구분할 수 있으며, 상기 제 1소각실(10)에는 각종 폐기물을 교반하여 탄화시키는 교반실(11)이 설치되며, 상기 교반실(11)의 일측에는 각종 폐기물을 투입할 수 있는 투입구(13)와 후술할 제 1버너(16)에의해 탄화된 폐기물을 회수할 수 있도록 배출구(11a)가 형성된다.
그리고, 상기 교반실(11)의 내부에는 구동모터(15)의 동력을 전달받아 상기 투입구(13)로 투입된 폐기물을 교반하는 교반날개(12)가 회전 자재토록 설치된다.
상기 교반실(11)은 외부의 공기나 산소가 유입되지 않도록 밀폐된 구조로 제작되며, 교반실(11)의 바깥 둘레에는 공간이 형성된 제 1연소실(14)을 마련하여 교반실(11)이 제 1연소실(14)에서 전체적으로 이격된 상태를 유지하도록 한다.
또한, 상기 제 1연소실(14)의 일측 벽면 최하단부에는 상기 교반실(11)의 하부를 가열하여 교반실(11) 내에 투입된 폐기물을 간접 가열하여 탄화시키는 제 1버너(16)가 설치된다.
그리고, 제 2소각실(20)에는 상기 제 1연소실(14)의 상부와 연통관(19a)으로 연통되는 제 2연소실(21)을 제 1소각실(10)의 상부에 설치하고, 상기 제 2연소실(21)의 일측면에는 교반실(11)에서 폐기물이 탄화되는 과정에서 발생되는 가연성 가스가 흡입되는 흡입실(28)을 제 2연소실(21)보다 협소하게 연장 설치한다.
또한, 상기 흡입실(28)에는 교반실(11)에서 발생되어 후술할 이송관(18a)을 통해 흡입실(28)로 유입된 가연성 가스를 연소하는 제 2버너(25)가 설치되고, 상기 제 2버너(25)의 전방측으로는 교반실(11)과 흡입실(28)을 연통하여 교반실(11)에서 발생된 가연성 가스가 이송되는 이송관(18a)이 설치된다.
그리고, 상기 이송관(18a)이 결합된 흡입실(28)에는 외부의 공기를 공급하는 제 1공기 유입관(26a)이 설치되며, 제 1공기 유입관(26a)의 끝단에는 제 1공기 유입관(26a)을 통해 유입되는 공기에 의해 회전하는 흡입팬(26b)이 설치된다.
또한, 상기 흡입실(28)과 제 2연소실(21)이 연통된 부위에는 외부의 공기를 공급하는 제 2공기 유입관(23a)이 별도로 설치되며, 상기 제 2공기 유입관(23a)에는 다수 개의 통공(23b)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 제 2연소실(21)과 연통되는 흡입실(28)의 입구에는 제 2연소실(21)의 내부로 돌출되도록 열판(24a)이 설치되고, 상기 열판(24a)은 전원을 인가받아 고온으로 발열되도록 구성되며, 상기 제 2소각실(20)의 일측면에는 제 2연소실(21)의 내부를 관찰할 수 있도록 점검창(29)이 설치된다.
또한, 상기 제 2연소실(21)의 일측 상부에는 외부로 배출되는 가스를 정화 및 탈취하는 촉매필터(27)가 설치되어 전체적인 구성이 완성된다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
우선, 교반실(11)에 폐기물을 투입한 후, 제 1연소실(14)에 설치된 제 1버너(16)를 점화하여 교반실(11)의 하부를 가열하여 폐기물을 탄화시킨다.
상기에서 제 1버너(16)는 자체적으로 외부의 공기를 공급받고 있어 제 1연소실(14)에 별도로 공기를 공급하지 않아도 제 1버너(16)에 점화된 불이 지속적으로 탈수 있도록 구성되어 있다.
상기와 같이 교반실(11) 내에서 폐기물을 탄화시키면 폐기물이 탄화되는 과정에서 가연성 가스가 발생되는데, 상기와 같이 폐기물에서 발생된 가연성 가스는 교반실(11)과 이송관(18a)으로 연통된 흡입실(28)로 유입된다.
상기와 같이 가연성 가스가 흡입실(28)로 유입되면 흡입실(28)의 일측벽에설치된 제 2버너(25)가 점화되어 가연성 가스를 연소시킴과 동시에 제 1공기 유입관(26a)으로 외부의 공기가 유입되어 제 1공기 유입관(26a)의 끝단에 설치된 흡입팬(26b)이 회전하게 된다.
상기에서 흡입팬(26b)이 회전하게 되면 흡입팬(26b)의 흡입력에 의해 교반실(11)에서 발생되어 이송관(18a)을 통해 흡입실(28)로 유입되는 가연성 가스는 이송속도가 가속되면서 흡입실(28)로 유입되는데, 상기 흡입실(28)은 제 2연소실(21)보다 협소하게 형성되어 있어 흡입실(28)로 유입된 가연성 가스는 농축된 상태이므로 제 1공기 유입관(26a)을 통해 공급된 외부 공기와 섞여서 제 2버너(25)에 의해 쉽게 연소된다.
그리고, 상기 제 2버너(25)에 점화된 불은 상기 흡입실(28)과 제 2연소실(21)이 연통된 부위에 설치되어 외부의 공기를 유입하는 제 2공기 유입관(23a)을 뜨겁게 달구는데, 상기와 같이 뜨겁게 달구어진 제 2공기 유입관(23a)은 제 1버너(25)에 의해 연소되고 흡입팬(26b)에 의해 제 2연소실(21)로 이송되는 가스 및 제 2공기 유입관(23a)을 통해 유입되는 외부의 공기를 식지 않고 고온을 유지하도록 한다.
그리고, 상기 제 2공기 유입관(23a)에 형성된 다수 개의 통공(23b)은 고온의 가스와 통공(23b)을 통해 제 2공기 유입관(23a)에서 배출되는 외부 공기가 골고루 혼합되도록 하는 역할을 한다.
상기와 같이 제 2공기 유입관(23a)에서 외부 공기와 혼합된 가스는 흡입실(28)과 연통된 제 2연소실(21)로 이송되는데, 상기 혼합된 가스는흡입실(28)의 입구에서 제 2연소실(21)의 내부로 돌출 설치되고, 전원을 인가받아 뜨겁게 가열된 열판(24a)을 통과하여 제 2연소실(21)로 이송되는 과정에서 불완전하게 연소된 가연성 가스가 모두 완전 연소되어 인체에 무해하게 정화되어 제 2연소실(21)에 상측방에 설치된 촉매필터(27)를 통해 외부로 배출된다.
한편, 제 1버너(16)가 교반실(11)의 하부를 가열하게 되면 제 1연소실(14)에서는 가스가 발생하는데, 상기의 가스는 제 1연소실(14)의 상부에 형성된 연통관(19a)을 통해 제 2연소실(21)로 유입되어 고온으로 발열된 열판(24a)에 의해 완전 연소된 상태로 촉매필터(27)를 통해 외부로 배출된다.
상기 촉매필터(27)에는 백금촉매제가 내장되어 있어 가스의 냄새를 탈취하여 냄새가 발생하지 않도록 하고, 불완전 연소된 독성 가스를 여과하여 인체에 무해한 가스로 정화시켜서 외부로 배출한다.
그리고, 제 2소각실에 설치된 점검창(29)은 제 2연소실(21)의 내부 상황을 작업자가 눈으로 직접 확인할 수 있도록 하여 오작동이 발생하게 되면 즉각적으로 대처할 수 있게 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 폐기물 탄화 소각장치는, 교반실(11)에서 발생된 가연성 가스를 흡입팬(23b)의 흡입력으로 흡입실(28)로 신속하게 흡입하여 폐기물의 탄화시키는 속도를 향상시켜 작업속도를 높일 수 있으며, 제 2버너(25)와 고온의 열판(24a)에서 이중 삼중으로 불완전 가스를 연소시키므로 인체에 무해하고 완전 연소된 가스를 외부로 배출시키게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 폐기물 탄화 소각장치는, 제 1소각실에서 불완전 연소된 가스를 인체에 무해하도록 제 2연소실에서 완전 연소시켜 외부로 배출시키므로 작업자의 건강을 보호할 수 있으며, 폐기물이 탄화되는 과정에서 발생하는 가연성 가스를 제 2연소실에서 외부로 배출하기 전에 완전 연소시켜 작업장에 발생할 수 있는 폭발사고를 사전에 차단하여 작업장의 안전을 확보할 수 있고, 제 1소각실과 제 2소각실을 연결되는 연통관에는 별도의 공간이 형성되지 않아 내구성이 떨어지지 않으므로 고장을 미연에 방지하여 작업능률을 향상시킬 수 있으며, 제 2공기 유입관의 끝단에 설치된 흡입팬에 의해 교반실에서 발생된 가연성 가스를 신속하게 흡입실로 흡입시킬 수 있으므로 폐기물을 탄화시키는 작업속도를 높일 수 있어 단시간에 많은 양의 폐기물을 처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 구동모터(15)의 동력을 받아 폐기물을 교반하는 교반날개(12)가 설치된 교반실(11)과, 상기 교반실(11)에 폐기물을 투입할 수 있도록 설치된 투입구(13)와, 상기 교반실(11)에서 탄화된 폐기물을 회수할 수 있도록 교반실(11)의 일측 하단부에 형성된 배출구(11a)와, 상기 교반실(11)의 바깥 둘레에 공간이 마련된 제 1연소실(14)과, 상기 제 1연소실(14)의 일측 벽면 최하단부에 설치되어 상기 교반실(11)의 하부를 가열하여 교반실(11) 내에 투입된 폐기물을 탄화시키는 제 1버너(16)로 이루어진 제 1소각실(10)과,
    상기 제 1연소실(14)의 상부와 연통되어 제 1소각실(10)의 상부에 설치되는 제 2연소실(21)과, 상기 제 2연소실(21)의 일측면에 설치되어 제 2연소실(21)로 유입된 가스를 연소하는 제 2버너(25)와, 상기 제 2연소실(21)에서 외부로 배출되는 가스를 정화 탈취하는 촉매필터(27)로 된 제 2소각실(20)로 이루어진 폐기물 소각장치에 있어서,
    상기 제 2버너(25)는 제 2연소실(21)의 일측면으로 제 2연소실(21)보다 협소하게 연장 설치하여 교반실(11)에서 발생한 가연성 가스가 흡입되는 흡입실(28)의 일측벽에 설치하고,
    상기 교반실(11)의 일측면 상부에는 상기 흡입실(28)과 연통되어 교반실(11)에서 발생한 가연성 가스를 흡입실(28)로 이송하는 이송관(18a)을 설치하고,
    상기 이송관(18a)이 결합된 흡입실(28)의 내부에는 외부의 공기를 공급하는제 1공기 유입관(26a)과 상기 제 1공기 유입관(26a)의 끝단에 설치되어 유입되는 공기에 의해 회전하여 교반실(11)의 가연성 가스를 흡입실(28)로 흡입하는 흡입팬(26b)을 설치하며,
    상기 흡입실(28)과 제 2연소실(21)이 연통된 부위에는 외부의 공기를 공급하는 제 2공기 유입관(23a)을 설치하고,
    상기 제 2연소실(21)과 연통되는 흡입실(28)의 입구에는 전원을 인가받아 고온으로 발열하는 열판(24a)을 제 2연소실(21)의 내부로 돌출되도록 설치하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 폐기물 탄화 소각장치.
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