KR100545660B1 - 감염성 폐기물의 열분해 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 감염성 폐기물의 열분해 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감염성 폐기물을 무산소 상태에서 간접 가열에 의해 열분해 되어 발생하는 가스를 연소시켜서 위생적으로 처리할 수 있는 열분해 처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 감염성 폐기물의 열분해 처리장치는, 투입된 감염성 폐기물을 밀봉 수용하는 열분해챔버와 상기 챔버에 수용된 감염성 폐기물을 간접적으로 고온으로 가열하도록 설치된 전기히터를 포함하는 열분해로와, 상기 열분해로에서 열분해되어 공급된 가스를 가열하기 위한 전기히터와 상기 전기히터가 수용된 연소실과, 상기 연소실에 공기를 공급하기 위한 공기공급배관과 연소가스를 배출하기 위한 배출배관을 포함하는 연소기와, 상기 연소기의 배출배관으로부터 공급된 가스를 공기에 의하여 냉각하여 배출하는 열교환기와, 상기 열교환기로부터 냉각된 가스를 공급받아 분진을 제거하여 배출하는 전기집진기와, 상기 전기집진기로부터 분진이 제거된 가스를 공급받아 가스에 포함된 유해성분을 흡착하여 배출하기 위한 중화필터와, 상기 중화필터의 배출구에 연결되어 열분해된 가스를 배출시키기 위한 블로어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
열분해로, 공냉식 열교환기, 연소실, 전기집진기, 공기 예열
Description
도 1은 본 발명에 따른 감형성 폐기물의 열분해 처리장치의 일실시예의 개략도
도 2는 종래의 감염성 폐기물 열분해 처리장치의 개략도
<도면부호의 간단한 설명>
10 열분해로 20 연소기
30 열교환기 40 집진기
50 중화기 60 블로어
70 제어기 80 수조
90 필터 100 중화제 공급기
본 발명은 감염성 폐기물의 열분해 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감염성 폐기물을 무산소 상태에서 간접 가열에 의해 열분해시키고 열분해에 의하여 발생하는 가스를 연소시켜서 위생적으로 처리할 수 있는 감염성 폐기물의 열 분해 처리장치에 관한 것이다.
병원이나 감염성 세균을 취급하는 연구소에서 배출되는 감염성 폐기물은 일반 폐기물과 달리 감염의 위험이 있어서 소각 후 매립하여 처리하고 있다. 그러나, 소각할 경우 소각온도가 낮으면 다이옥신과 같은 유해 물질이 다량 배출되어 환경 오염을 유발하고, 배출되는 가스로부터 악취가 발생하여 인근 주민의 생활환경을 나쁘게 하여 민원을 불러 일으키는 문제점이 있다. 또한, 소각을 할 경우 잔류하는 재의 양도 많게 되어 매립에 비용도 많이 발생하는 문제점도 있다.
상기와 같은 소각의 문제점을 해결하기 위하여, 감염성 폐기물의 소각하는 대신에 고온에서 열분해 시킨 후, 열분해에 의하여 발생한 가스를 연소하여 처리하는 방안이 제시되고 있다. 발명의 명칭이 '감염성 폐기물의 열분해 처리장치'이고 1999년 10월 5일자로 공개된 대한민국 특허 제10-354920호에는 감염성 폐기물을 열분해하고, 열분해된 가스를 공기와 혼합한 후에 연소시켜서 처리하기 위한 열분해 처리장치가 공개되어 있다. 종래의 감염성 폐기물 열분해 처리장치는, 도2에 도시된 것과 같이, 투입된 폐기물을 처리하는 열분해로(1)와, 열분해된 폐기물에서 발생된 가스를 공기와 혼합하는 혼합로(2)와, 공기와 혼합된 분해폐기물을 소각하는 연소로(3)와, 소각된 분해 폐기물의 분집을 집진하는 집진기(4)와, 집진된 가스를 세정하는 세정기(5)와, 세정기를 통과한 가스를 중화하는 제1 및 제2 중화기(6, 7)와, 중화된 가스를 배출하기 위한 송풍기(8)와, 배출되는 가스를 건조하기 위한 건조기(9)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 감염성 폐기물 처리장치는 연소실을 통과한 고온의 가스를 집진기에서 집진을 행한 후에 물을 순환시켜서 냉각하도록 구성되어 있다. 따라서, 물을 순환시키기 위한 설비와 가스를 배출시키기 전에 건조시키기 위한 건조기가 필요하게 되어 설비가 커져서 감염성 폐기물의 배출 현장에 직접 설치하기가 곤란하다. 또한, 집진기가 고온의 가스에 직접 노출되어 열화에 의하여 손상되어 자주 교체하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 감염성 폐기물 열분해 처리장치는 열분해로에서 배출된 열분해 가스에 공기를 혼합한 후에 연소실로 공급하여 연소시키도록 되어 있어서, 공기와 혼합된 열분해 가스의 온도가 낮아져서 불완전 연소가 발생하고, 연소실에서 연소를 위한 히터의 가열에 에너지가 많이 소요되어 에너지 비용이 많이 드는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연소된 가스를 집진기에 공급하기 전에 공냉식 열교환기를 통과시켜 냉각시킨 후 집진기에서 집진을 행하도록 하여 집진기의 수명을 연장시킬 수 있는 감염성 폐기물 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 연소실에 공급되는 공기를 배출가스로 예열하여 직접 연소실로 공급되도록 하여 완전 연소가 가능토록 하고, 에너지 비용을 절감할 수 있는 감염성 폐기물 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공냉식 열교환기를 사용하여 물의 순환 및 배출가스의 건조를 위한 설비를 제거하여 설비를 컴팩트하고 소형이 되도록 하여, 감염성 폐기물의 배출지에 설치하여 사용할 수 있는 감염성 폐기물 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 감염성 폐기물의 운반에 의한 감염을 방지할 수 있게 된다.
본 발명에 의한 감염성 폐기물의 열분해 처리장치는, 투입된 감염성 폐기물을 밀봉 수용하는 열분해챔버와 상기 챔버에 수용된 감염성 폐기물을 간접적으로 고온으로 가열하도록 설치된 전기히터를 포함하는 열분해로와, 상기 열분해로에서 열분해되어 공급된 가스를 가열하기 위한 전기히터와 상기 전기히터가 수용된 연소실과, 상기 연소실에 공기를 공급하기 위한 공기공급배관과 연소가스를 배출하기 위한 배출배관을 포함하는 연소기와, 상기 연소기의 배출배관으로부터 공급된 가스를 공기에 의하여 냉각하여 배출하는 열교환기와, 상기 열교환기로부터 냉각된 가스를 공급받아 분진을 제거하여 배출하는 전기 집진기와, 상기 전기집진기로부터 분진이 제거된 가스를 공급받아 가스에 포함된 유해성분을 흡착하여 배출하기 위한 중화필터와, 상기 중화필터의 배출구에 연결되어 열분해된 가스를 배출시키기 위한 블로어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기 연소실에서 연소되어 배출된 가스를 공냉식 열교환기에서 냉각하여 전기 집진기로 공급하도록 되어 있어서, 집진기의 열화에 의한 손상을 방지하고 수냉에 필요한 설비가 불필요하여 감염성 폐기물의 열분해 처리장치를 컴팩트하고 소형으로 제작할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 감염성 폐기물의 열분해 처리장치는, 연소실에 공기를 배출되는 연소가스로 예열하여 공급할 수 있도록, 상기 연소기의 공기공급배관이 상기 연소기의 배출배관 내부를 통과하여 상기 연소기의 연소실에 설치하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 감염성 폐기물의 열분해 처리장치는, 열분해되어 배출되는 가스를 완전연소 시킬 수 있도록, 사전에 연소실을 일정한 온도로 예열한 후에 자동으로 열분해로의 히터를 가열시킬 수 있는 기능을 더 구비하는 것이 바람직하다. 즉 본 발명의 감염성 폐기물의 열분해 처리장치는, 연소기에 설치된 온도센서와 상기 열분해로의 전기히터와 연소로의 전기히터와 블로어를 제어하기 위한 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 연소기의 온도센서가 일정한 온도 이상일 경우에 상기 열분해로의 전기히터와 블로어를 동작시키기 위한 신호를 출력하도록 되어 있다.
또한 본 발명에 따른 감염성 폐기물의 열분해 처리장치는 열교환기와 전기집진기로부터 가스의 냉각에 의하여 배출되는 응축수를 중화하여 배출하기 위한 구성을 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 즉 본 발명에 따른 감염성 폐기물의 열분해 처리장치는, 상기 열교환기와 전기집진기로부터 배출되는 응축수를 저장하기 위한 수조와, 상기 수조에 중화제를 공급하기 위한 중화제공급기와, 상기 수조의 배출구에 연결된 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부의 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 감염성 폐기물의 열분해 처리장치의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시예의 감염성 폐기물의 열분해 처리장치는 투입된 투입된 감염성 폐기물을 밀봉 수용하여 간접적으로 고온가열하여 열분해시키는 열분해로(10)와, 상기 열분해로에서 배출되는 가스를 연소하기 위한 연소기(20)와, 상기 연소기에서 연소된 가스를 공기로 냉각하기 위한 열교환기(30)를 포함한다. 전기집진기(40)는 상기 열교환기(30)에서 냉각된 가스는 공급받아 가스에 포함된 분진을 제거한 후 가스를 배출한다. 중화필터(50)는 전기집진기(40)에서 분진이 제거된 가스를 공급받아 가스에 포함된 유해성분을 제거하여 배출한다. 블로어(60)는 중화필터의 배출단에 연결되어 열분해로에서 발생된 가스와 연소기에서 연소된 가스를 흡입하여 외부로 배출시킨다.
상기 열분해로(10)는 투입된 감염성 폐기물을 밀봉 수용하는 열분해챔버(11)와, 상기 열분해챔버(11)에 수용된 감염성 폐기물을 간접적으로 고온으로 가열하도록 설치된 전기히터(12)를 포함한다. 상기 열분해챔버(11)는 감염성 폐기물을 장입 및 배출하기 위한 입구에는 공기가 유입되지 못하도록 진공으로 밀폐하기 위한 밀봉커버(13)가 설치되어 있다. 상기 열분해로(10)에는 도시하지는 않았으나 온도센서가 설치되어 있다. 또한, 열분해되어 발생된 가스를 완전히 배출하기 위하여 외부의 공기를 열분해로(10)의 챔버(11)로 공급하기 위한 솔레노이드 밸브(14)와 유량조절밸브(15)가 설치되어 있다.
상기 연소기(20)는 연소실 내부에 열분해로(10)에서 감염성 폐기물이 열분해되어 공급된 가스를 고온으로 연소시키기 위하여 가열하기 위한 전기히터(21)와, 연소시 공기를 공급하기 위한 공기공급배관(22)과, 연소된 가스를 배출하기 위한 배출배관(23)이 설치되어 있다. 또한 연소기(20)는 연소온도를 측정하기 위한 온도센서(26)도 구비하고 있다. 특히 공기공급배관(22)은 완전연소를 위하여 배출되 는 고온의 가스로 예열하기 위하여 도시된 것과 같이 배출배관(23) 내부를 통과하여 상기 연소기의 연소실에 설치되어 있다. 또한, 공기공급배관(22)에는 외부의 공기 공급을 조절하기 위한 솔레노이드밸브(25)와 유량조절밸브(24)가 설치되어 있다.
상기 열교환기(30)는 연소기(20)의 배출배관(23)으로부터 공급된 가스를 공냉식으로 냉각하여 전기집진기(40)로 공급한다. 도시하지는 않았으나, 열교환기의 내부에는 연소된 가스가 통과하는 복수의 배관이 설치되고, 상기 복수의 배관 주위로 팬(31)에 의하여 외부의 공기를 통과시켜서 외부의 공기에 연소가스의 열이 전달되도록 하여 냉각하도록 되어 있다. 전기집진기(40)는 정전기에 의하여 가스중에 포함된 분진을 걸러낸다.
상기 중화필터(50)는 내부에 활성탄이나 금속산화물로 충진되어 있으며, 전기집진기(40)로부터 분진이 제거된 가스를 공급받아 가스에 포함된 SOx, NOx, HCL과 같은 유해 성분을 흡착하여 악취등을 제거한다. 상기 중화필터(50)의 배출단에는 블로어(60)가 연결되어 있다. 블로어(60)는 열분해로에서 감염성 폐기물이 열분해되어 가스가 발생하면 동작하여 외부로 배출시키기 위한 것이다. 도시된 것과 같이, 블로어(60)와 중화필터(50) 사이에는 바이패스통로(62)가 설치되어 있고, 바이패스되는 가스의 흐름을 제어하기 위한 솔레노이드밸브(61)가 바이패스통로(62)에 설치되어 있다. 또한 바이패스통로(62)에는 압력센서(66)가 설치되어 바이패스통로(62)로 통과시키기 위하여 밸브(61)를 조절하기 위한 신호를 입력받는다.
또한, 본 실시예의 감염성 폐기물의 열분해 처리장치는 열분해로(10)의 전기 히터(12)와, 연소로(20)의 전기히터(21)와, 블로어(60) 등을 제어하기 위한 제어기를 더 포함한다. 제어기는 열분해 처리장치의 각조의 온도 및 압력 센서로부터 신호를 입력받아 정해진 순서로 각각의 히터(12, 21)와 블로어(60)에 전원을 공급하여 동작을 제어한다. 또한 장치에 설치된 각각의 밸브(14, 15, 24, 25, 61, 82, 101)에 제어신호를 출력하여 유체의 흐름을 제어한다. 특히 본 실시예에 있어서, 상기 제어기(70)는 연소기(20)의 온도센서(26)가 일정한 온도 이상(850 내지 1200 ℃ 범위의 온도, 보다 바람직하게는 1000 내지 1100 ℃ 범위의 온도)일 경우에 상기 열분해로(10)의 전기 히터(12)와 블로어(60)를 동작시키는 제어신호를 출력하도록 되어 있다.
또한, 본 실시예의 감염성 폐기물의 열분해 처리장치는 열교환기(30)와 전기집진기(40)로부터 가스의 온도가 냉각될 때 배출되는 응축수를 저장하기 위한 수조(80)와, 상기 수조에 중화제를 공급하기 위한 중화제공급기(100)와, 상기 수조의 배출구에 연결되어 배출되는 응축수의 불순물을 여과하기 위한 필터(90)를 더 포함한다. 상기 수조(80)에는 응축수의 산성도를 측정하기 위한 ph센서(81)가 설치되어 있고, 중화제 공급기(100)에는 밸브(101)가 설치되어 공급되는 중화제의 양을 조절한다.
이하에서는 본 실시예의 감염성 폐기물의 열분해 처리장치의 작동에 대하여 설명한다.
먼저 처리하고자 하는 열분해로의 밀봉커버(13)를 열고, 처리하고자 하는 감염성 폐기물을 투입한 후 밀봉커버(13)를 닫아서 챔버(11)를 밀폐시킨다. 다음으 로 연소기(20)의 전기히터(21)에 전원을 공급하여 연소기(20)의 연소실을 1000 ℃ 이상으로 가열한다. 연소기(20)의 연소실이 1100℃이상으로 가열 되면, 열분해로 (10)의 전기히터(12)에 전원을 공급하여 투입된 감염성 폐기물을 간접적으로 산소가 공급되지 않는 상태에서 고온으로 가열한다. 열분해로(10)의 챔버가 가열되고 폐기물이 열분해되어 가연성가스가 발생하기 시작하면, 불로어(60)를 가동시킨다. 블로어(60)의 가동에 의해서 가연성가스는 연소기(20)의 연소실로 이동되고, 공기공급관(23)을 통하여 예열되어 유입된 공기와 혼합되어 연소된다. 고온에서 연소된 가스는 공랭식 열교환기(30)를 통과하면서 냉각이 되고, 전기집진기(40)를 통과하여 분진이 제거된다. 분진이 제거된 가스는 중화필터(50)를 통과시켜서 SOx, NOx, HCl, 악취 등 제거시킨다. 다음으로 블로어(60)에 의하여 배출배관(65)을 통하여 외부로 배출된다. 열분해로(10)의 챔버(11)에 투입된 감염성 폐기물 중에서 유기물은 열분해되어 배출되고, 무기물은 열분해로내 남아 있게 된다. 탄화되어 잔존하는 폐기물에 대하여는 공기(산소)를 공급하여 재(Ash)로 처리하여 수거하여 매립한다.
본 발명에 의하면, 연소된 가스를 집진기에 공급하기 전에 공냉식 열교환기를 통과시켜 냉각시킨 후 집진기에서 집진을 행하도록 되어 있어서 감염성 폐기물 처리장치의 집진기의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 연소실에 공급되는 공기를 예열하여 연소실로 공급되도록 하여 열분해된 가스를 완전 연소가 가능토록 하고, 에너지 비용을 절감할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 본 발명은 공냉식 열교환기를 사용하여 물의 순환 및 배출가스의 건조를 위한 설비가 불필요하여 컴팩트하고 소형으로 제작할 수 있어서, 감염성 폐기물의 배출지에 설치가 용이하여, 감염성 폐기물의 운반에 의한 감염을 방지할 수 있게 된다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
Claims (4)
- 투입된 감염성 폐기물을 밀봉 수용하는 열분해챔버와, 상기 챔버에 수용된 감염성 폐기물을 간접적으로 고온으로 가열하도록 설치된 전기히터를 포함하는 열분해로와,상기 열분해로에서 열분해되어 공급된 가스를 가열하기 위한 전기 히터와, 상기 전기히터가 수용된 연소실과, 상기 연소실에 공기를 공급하기 위한 공기공급배관과, 연소가스를 배출하기 위한 배출배관을 포함하는 연소기와,상기 연소기의 배출배관으로 부터 공급된 가스를 공기에 의하여 냉각하여 배출하는 열교환기와,상기 열교환기로부터 냉각된 가스를 공급받아 분진을 제거하여 배출하는 전기 집진기와,상기 전기집진기로부터 분진이 제거된 가스를 공급받아 가스에 포함된 유해성분을 흡착하여 배출하기 위한 중화필터와,상기 중화필터의 배출구에 연결되어 열분해된 가스를 배출시키기 위한 블로어를 포함하는 것을 특징으로 하는 감염성 폐기물의 열분해 처리장치.
- 제1항에 있어서,상기 연소기의 공기공급배관은 상기 연소기의 배출배관 내부를 통과하여 상기 연소기의 연소실에 설치된 것을 특징으로 하는 감염성 폐기물의 열분해 처리장 치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 연소기에 설치된 온도센서와 상기 열분해로의 전기 히터와 연소로의 전기히터와 블로어를 제어하기 위한 제어기를 더 포함하고,상기 제어기는 상기 연소기의 온도센서가 일정한 온도 이상일 경우에 상기 열분해로의 전기히터와 블로어를 동작시키기 위한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 감염성 폐기물의 열분해 처리장치.
- 제3항에 있어서, 상기 열교환기와 전기집진기로부터 가스의 냉각에 의하여 배출되는 응축수를 저장하기 위한 수조와, 상기 수조에 중화제를 공급하기 위한 중화제공급기와, 상기 수조의 배출구에 연결된 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감염성 폐기물의 열분해 처리장치.
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-
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