KR100566180B1 - 폐기물의 소각처리방법 - Google Patents

폐기물의 소각처리방법 Download PDF

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Abstract

다이옥신류의 배출을 방지하고, 처리사이클을 단축할 수 있는 폐기물의 소각처리방법을 제공한다. 가스화로 내에서 폐기물을 건류하여, 발생되는 가연성 가스를 연소로에서 연소시킨다. 가연성 가스의 양에 맞춰 연소로에 산소를 공급한다. 가연성 가스의 연소온도 변화에 맞춰서 가스화로에 공급되는 산소량을 제어함으로써 가연성 가스의 발생량을 조정하여, 연소로 내의 온도를 소정 온도 이상의 거의 일정한 온도로 한다. 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 감소하여, 연소로 내의 온도가 상기 거의 일정한 온도 미만이 되었을 때, 곧바로 소각잔류물을 가스화로에서 꺼낸다. 또한, 가스화로 내의 온도가 최고 온도로부터 저하하고 있을 때, 소각잔류물을 가스화로에 연결된 용융로에 수용한다. 그후, 가스화로에 새로운 폐기물을 수용하고 점화한다. 소각잔류물을 용융로 내에서 가열하고, 용융물을 수중에 투입해서 냉각함으로써 입상의 고형물을 형성한다.

Description

폐기물의 소각처리방법{Wastes incineration disposal method}
본 발명은, 폐기물을 소각처리하는 방법에 관한 것이다.
본 출원인은, 이전에 폐타이어 등의 폐기물을 소각처리하는 장치로서, 일본국 특허공개공보 평2-135280호 등에 개시된 장치를 제안하였다.
상기 공보에 개시된 장치는, 밀폐구조의 가스화로와, 상기 가스화로에 가스통로를 통해서 연결된 연소로로 이루어지며, 상기 가스화로 속에서 폐기물의 일부를 연소시키면서, 그 연소열로 상기 폐기물의 소각잔류물 부분을 건류(乾留)함으로써 발생되는 가연성 가스를 상기 연소로에 도입하여 완전 연소시키는 것이다. 이어서, 상기 장치에 의한 폐기물의 소각처리 순서에 대해서 상세히 설명한다.
상기 장치에 의해 폐기물을 소각처리할 때에는, 밀폐구조의 가스화로에 미리 수용된 폐기물에 착화하여, 상기 폐기물의 일부를 연소시키면서 그 연소열에 의해 상기 폐기물의 소각잔류물 부분을 건류한다. 상기 건류에 의해 발생되는 가연성 가스는, 가스통로를 통해서 상기 가스 화로의 외부에 설치된 연소로에 도입된다. 상기 연소로에서는, 도입된 상기 가연성 가스에 연소 불꽃을 공급하여 착화함으로써, 상기 가연성 가스의 연소를 개시한다.
상기 가스 화로에 있어서의 상기 건류가 진행되고 상기 가연성 가스가 안정되게 발생하게 되면, 상기 가연성 가스의 발생량도 서서히 증대되고, 이에 따라 상기 연소로 내의 온도(T2)로서 검지되는 상기 가연성 가스의 연소온도가, 도 5에 나타내는 바와 같이 점차 상승한다. 그래서, 상기 연소로 내의 온도(T2)가, 상기 가연성 가스가 자기의 연소열에 의해 자발적으로 안정되게 연소를 계속할 수 있는 온도(T2a)에 도달하면, 상기 연소 불꽃의 공급을 정지한다.
상기 연소로에서는, 도입되는 상기 가연성 가스의 양에 맞춰서, 상기 가연성 가스가 완전 연소되기 위해 필요한 산소를 상기 연소로 내로 공급한다. 동시에, 상기 가연성 가스가 완전 연소되고 있는 상태에서, 상기 가연성 가스의 연소온도로서 상기 연소로 내의 온도(T2)를 검출하여, 온도(T2)의 변화에 맞춰 상기 가스화로에 공급되는 산소량을 제어하고, 상기 건류에 의해 발생되는 상기 가연성 가스의 양을 조정한다. 이 결과, 상기 장치에서는, 상기 연소로 내의 온도(T2)를 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속하는 온도(T2a) 이상의 온도(T2b)로 거의 일정하게 유지할 수 있다.
상기 장치에서는, 상기 건류가 더욱 진행되어 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 적어지면, 상기 가스화로에 공급되는 산소량을 증가시켜도 상기 연소로 내의 온도 T2를 온도 T2b로 거의 일정하게 유지할 만큼의 가연성 가스를 발생시킬 수 없게 된다. 그렇게 되면, 상기 연소로 내의 온도(T2)는 점차 저하되고, 상기 가스화로에서는 상기 폐기물의 건류, 연소가 종료되어 재가 된다(이하, 회화(灰化)라 한다). 또한, 상기 가스화로 내의 온도를 T1으로 해서 도 5에 나타낸다.
이 결과, 상기 장치에 의하면, 상기 폐기물의 건류와, 상기 가연성 가스의 완전 연소를 안정되게 실시할 수 있다. 그리고, 상기 가스화로 내의 온도(T1)가 회화물의 취급이 용이해질 정도로 낮아지기를 기다려, 상기 가스화로에서 상기 회화물을 배출함과 아울러, 상기 가스화로에 새로운 폐기물을 투입하고, 상기 절차를 반복함으로써, 상기 절차를 1 사이클로 하여, 상기 폐기물의 소각처리를 연속해서 실시할 수 있다.
그러나, 상기 장치에서는, 상기 가스화로 내의 회화물이 고온상태이기 때문에, 상기 가스화로 내의 온도(T1)가 상기 회화물의 취급이 용이해질 정도로 충분히 낮아질 때까지는 장시간을 요하고, 처리 사이클이 길어진다는 문제점이 있다.
또한, 근래에는, 폐기물의 소각처리와 동반되어 다이옥신류가 발생한다는 사실이 지적되고 있다. 이것은, 상기 폐기물이 대부분의 경우 연소를 포함하고 있기 때문에, 이러한 폐기물을 250∼350℃정도의 온도에서 연소시키면, 상기 폐기물로부터 유리된 상기 염소와, 수지 등의 불완전 연소에 의해 생성된 탄화수소가, 상기 폐기물 중에 포함되어 있는 중금속을 촉매로 해서 반응함으로써 다이옥신류가 생성된다는 것이다. 상기 폐기물의 소각처리에 의한 다이옥신류의 배출을 방지하기 위해서, 생성된 다이옥신류를 완전히 열분해시키는데는 장시간이 요구되고, 또한 처 리 사이클이 길어진다는 문제점이 있다.
(발명의 개시)
본 발명은, 이러한 문제점을 해소하기 위해서, 다이옥신류의 배출을 방지할 수 있으며, 또한 처리 사이클을 단축시킬 수 있는 폐기물의 소각처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 폐기물 소각처리 방법은, 가스화로 내에 수용된 폐기물에 점화하여 상기 폐기물의 일부를 연소시키고, 그 연소열에 의해 상기 폐기물의 소각잔류물 부분을 건류하는 공정과, 상기 건류에 의해 발생되는 가연성 가스를 연소로에 도입하여 연소시키는 공정을 구비하며, 상기 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킬 때에, 상기 연소로에 도입되는 가연성 가스의 양에 맞춰서 그 연소에 필요한 산소를 상기 연소로에 공급하여 상기 가연성 가스를 연소시킴과 아울러, 상기 연소로에 있어서의 상기 가연성 가스의 연소에 의한 상기 연소로 내의 온도변화에 맞춰서 상기 가스화로에 공급되는 산소량을 제어함으로써 상기 건류에 의해 발생되는 가연성 가스의 양을 조정하여, 상기 연소로 내의 온도를 소정 온도 이상의 거의 일정한 온도로 유지하는 폐기물의 소각방법의 개량에 관한 것이다.
그리고, 본 발명의 제 1 형태는, 상기 폐기물의 소각방법에 있어서, 상기 소정 온도는 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도이고, 상기 폐기물의 착화에 앞서 상기 연소로에서 상기 가연성 가스와 상이한 다른 연료를 연소시키고, 상기 연소로 내의 온도가 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 되었을 때에 상기 폐기물에 착화하여 건류를 개시하고, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류가 진행됨에 따라 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 감소하여 상기 연소로 내의 온도가 상기 거의 일정한 온도 미만이 된 후, 상기 연소로 내의 온도를 상기 다른 연료의 연소에 의해 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 유지함과 아울러, 상기 가스화로 내의 온도가 최고 온도로부터 저하하여 상기 폐기물에서 다이옥신류를 생성하는 온도 미만이 되었을 때에 곧바로 상기 소각잔류물을 상기 가스화로에서 꺼내는 공정과, 상기 가스화로에서 상기 소각잔류물을 꺼낸 후, 상기 연소로 내의 온도를 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 유지한 상태에서 상기 가스화로에 새로운 폐기물을 수용하여 점화하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 폐기물은 대부분의 경우 염소를 포함하고 있어, 이러한 폐기물을 250∼350℃정도의 온도에서 연소시키면, 전술한 바와 같이, 다이옥신류가 발생하게 된다. 그래서, 본 발명의 제 1 형태에서는, 상기 가스화로 내의 상기 폐기물의 건류가 진행됨에 따라 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 감소하여, 상기 연소로 내의 온도가 상기 소정 온도 이상의 거의 일정한 온도를 유지할 수 없게 된 후, 상기 폐기물이 직접연소상태가 되어 상기 가스화로 내의 온도가 최고 온도에 달한 뒤, 저하로 전환되어, 상기 폐기물에서 다이옥신류를 생성하는 온도 미만이 된 경우에, 예를 들면 상기 가스화로 내의 온도가 200℃정도가 되었을 때에, 즉시 상기 폐기물의 소각잔류물을 상기 가스화로에서 꺼내는 것이다.
상기한 바와 같이 할 때에는, 상기 소각잔류물이 충분히 저온이 되기를 기다리지 않고 상기 가스화로에서 상기 소각잔류물을 꺼내고, 상기 가스화로에 새로운 폐기물을 투입하여 점화할 수 있으므로, 처리사이클을 단축할 수 있다. 또, 새로운 폐기물은, 상기 가스화로가 식기전에 투입되기 때문에, 그 소각처리에 필요한 열량을 저감할 수 있다.
또, 상기 가스화로에서 상기 소각잔류물을 꺼낸 시점에서는, 상기 폐기물은 건류할 수 있는 부분이 남아 있는 경우가 있지만, 가스화로 내의 온도가 저하되어 있는 것이기 때문에, 다이옥신류가 생성되지않아 다이옥신류가 대기중으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 가스화로에서 꺼낸 상기 소각잔류물은, 콘크리트, 아스팔트 등에 의해 굳혀서 처리할 수 있으나, 이렇게 하면 용적 및 중량이 증가됨은 물론, 투기하는 장소에 있어서는, 2차적인 오염원이 될 우려도 있다. 그래서, 본 발명의 폐기물의 처리방법에서는, 상기 소각잔류물을 일단 가스화로에서 꺼낸 후, 용융로에 수용한다. 그리고, 상기 소각잔류물을 상기 용융로의 가열장치에 의해 가열하여 용융하고, 용융물을 수중에 투입하여 급랭함으로써 입상(粒狀)의 고형물로 만든다.
상기 소각잔류물 중에 충분히 연소되어 있지 않은 폐기물이 있더라도, 상기 용융로에서 가열하면, 충분히 연소되어 있지 않은 폐기물도 포함하여 상기 소각잔류물이 완전 연소되어, 금속 등의 무기물만 남는다. 그리고, 상기 무기물을 다시 가열함으로써 용융시킨다.
상기 소각잔류물은, 다이옥신류를 생성하지 않는 정도로 온도가 내려가 있다고는 하더라도 고온이기 때문에, 상기 고온을 이용하여 상기 용융로의 가열장치로 가열함으로써 용이하게 용융할 수 있다. 상기한 바와 같이 용융된 용융물은, 이어서 수중에 투입되어 급랭됨으로써 파쇄(破碎)되어, 입상의 고형물로 만들 수 있다. 상기 입상의 고형물은, 예를 들어 건축 또는 토목용 골재 등으로서의 사용된다.
또, 본 형태에서는, 상기 가스화로 내의 소각잔류물의 상층에 살수(撒水)한 후, 상기 소각잔류물을 꺼내기 때문에, 상기 소각잔류물의 비산(飛散)을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 제 2 형태는, 상기 소정 온도는 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도이고, 상기 폐기물의 착화에 앞서 상기 연소로에서 상기 가연성 가스와 상이한 다른 연료를 연소시키고, 상기 연소로 내의 온도가 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 되었을 때에 상기 폐기물에 착화하여 건류를 개시하고, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류가 진행됨에 따라 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 감소하여 상기 연소로 내의 온도가 상기 거의 일정한 온도 미만이 된 후, 상기 연소로 내의 온도를 상기 다른 연료의 연소에 의해 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 유지함과 아울러, 상기 가스화로 내의 온도가 최고 온도로부터 저하하고 있을 때에, 상기 소각잔류물을 상기 가스화로에서 꺼내서 상기 가스화로에 소각잔류물 꺼냄구멍을 통해서 연속하여 형성된 용융로에 수용하는 공정과, 상기 소각잔류물을 상기 용융로에 구비된 가열장치에 의해 가열하여 용융하고, 용융물을 수중에 투입하여 급랭함으로써 입상의 고형물로 만드는 공정과, 상기 가스화로에서 상기 소각잔류물을 꺼낸 후, 상기 연소로 내의 온도를 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 유지한 상태에서 상기 가스화로에 새로운 폐기물을 수용하여 점화하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 제 2 형태에서는, 상기 가스화로 내의 상기 폐기물의 건류가 진행됨에 따라서 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 감소하여, 상기 연소로 내의 온도가 상기 소정 온도 이상의 거의 일정한 온도를 유지할 수 없게 되고, 상기 폐기물이 직접연소상태가 되어 상기 가스화로 내의 온도가 최고온도에 달한 뒤, 저하로 전환되었을 때, 다이옥신류의 생성온도에 관계없이, 상기 가스화로에서 상기 소각잔류물을 꺼낸다. 상기한 바와 같이 할 때에는, 상기 소각잔류물에서 다이옥신류가 대기 중으로 휘산(揮散)될 것이 염려되지만, 본 형태에서는, 용융로가 상기 가스화로의 소각잔류물 꺼냄구멍에 연결되어 있기 때문에, 상기 다이옥 신류를 휘산시키는 일 없이 상기 소각잔류물을 상기 가스화로에서 꺼내 상기 용융로에 수용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 형태에 의하면, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 감소된 뒤, 상기 소각잔류물이 충분히 고온일 동안에, 상기 가스화로에서 상기 소각잔류물을 꺼내고, 상기 가스화로에 새로운 폐기물을 투입하여 점화할 수 있으므로, 처리 사이클을 단축시킬 수 있다. 또, 새로운 폐기물은, 상기 가스화로가 식기 전에 투입되도록 되어 있기 때문에, 그 소각처리에 필요한 열량을 저감할 수 있다.
상기 용융로에 수용된 상기 소각잔류물은, 상기 제 1 형태의 경우와 동일하게 하여, 상기 용융로에 구비된 가열장치에 의해 가열하여 용융하고, 용융물을 수중에 투입하여 급랭함으로써 입상의 고형물로 만든다.
또, 본 발명의 각 형태에서는, 상기 소각잔류물에 융제(融劑)를 첨가하여 용융함으로써 융점이 저하되어 더욱 용융하기 쉬워진다. 게다가, 상기 융제를 첨가하면, 상기 입상의 고형물을 생성할 때에, 상기 무기물이 상기 융제에 포함되어 있기 때문에 중금속 등의 유해물질의 누출을 방지할 수 있다.
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상기 융제로서는, 규산, 규산화합물, 규산화합물을 주 성분으로 하는 물질, 붕산, 붕산화합물, 붕산화합물을 주성분으로 하는 물질, 알칼리 금속화합물, 알칼리토금속화합물의 1종 또는 2종 이상을 혼합해서 이용할 수 있다.
상기 규산화합물 또는 규산화합물을 주성분으로 하는 물질로서는, 규사(硅砂), 산사(山砂), 강사(江砂), 규석, 규조토(硅藻土), 규산소다, 규산마그네슘, 유 리가루, 점토 등을 들 수 있다.
상기 붕산은, 오르토붕산(orthoboric acid), 메타붕산(metaboric acid), 4중붕산(tetraboric acid), 산화붕소 중 어느 것이라도 좋다. 또, 상기 붕산화합물 또는 붕산화합물을 주성분으로 하는 물질로서는, 오르토붕산염, 메타붕산염, 4중붕산염, 이중붕산염(diborate), 오붕산염(pentaborate), 육붕산염, 팔붕산염, 붕사, 붕산칼슘 등을 들 수 있다.
또, 상기 알칼리금속화합물로서는, 소다회(soda ash), 식염(食鹽), 가성소다 등을 들 수 있고, 상기 알칼리토금속화합물로서는 생석회, 소석회, 석회암 등을 들 수 있다.
또, 본 발명의 각 형태에서 상기 소각잔류물을 용융할 때에, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류에 의해 발생되는 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킨 폐 가스를 상기 용융로에 도입시켜, 상기 소각잔류물을 가열하게 함으로써, 상기 가열장치에 의한 가열을 보조하도록 하여 상기 가열장치를 운전하기 위한 비용을 저감할 수 있다.
상기 용융로에 구비된 가열장치는, 히터라도 좋고, 버너 등의 연소장치라도 좋으나, 상기 가열장치가 연소장치인 경우에는, 상기 연소장치에 상기 용융로의 열에 의해 가열된 산소를 공급함으로써, 가열을 보조하도록 하여 상기 가열장치의 운전 비용을 저감할 수 있다.
또, 본 발명의 각 형태에 있어서는, 상기 연소장치의 연료로서 중유(重油) 등을 이용할 수 있는데, 상기 가연성 가스를 상기 연소로에 도입하여 연소시킬 때 에, 상기 가연성 가스의 일부를 분취(分取)하여, 응축시켜서 유분을 회수함과 아울러, 상기 유분을 상기 연소장치의 연료로 할 수 있다. 그래서, 상기 가연성 가스의 일부를 분취하여, 응축시켜서 회수한 유분을 상기 연소장치의 연료로 함으로써, 상기 가열장치의 운전비용을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 1실시형태를 나타낸 시스템 구성도이며, 도 2는 도 1의 요부를 확대하여 본 발명의 1실시형태를 나타내는 시스템 구성도이며, 3은 본 발명의 폐기물의 소각처리방법에 있어서의 가스화로 내의 온도 및 연소로 내의 연소온도의 시간경과에 따른 변화를 나타내는 그래프이다. 도 4는 도 1의 요부를 확대해서 본 발명의 소각잔류물 실시형태를 나타낸 시스템 구성도이다. 또, 도 5는 종래의 소각처리방법에 있어서의 가스화로 내의 온도 및 연소로 내의 연소온도의 시간경과에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이어서, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 더욱 자세히 설명한다.
우선, 본 실시형태의 제 1 형태에 이용되는 폐기물의 건류가스화 소각처리장치의 구성에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.
본 형태에 이용되는 장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 폐타이어를 주로 하는 각종 폐기물의 혼합물인 폐기물(A)을 수용하는 가스화로(1)와, 상기 가스화로(1)에 가스통로(2)를 통해서 접속되는 연소로(3)와, 가스화로(1)에서 배출되는 소각재(燒却灰) 등의 소각잔류물(이하, 회화물(灰化物)이라 약기한다)을 처리하는 재 처리설비(4)를 구비한다.
가스화로(1)의 상면부에는, 개폐가능한 투입 도어(5)를 구비하는 투입구(6)가 형성되며, 이 투입구(6)로부터 폐타이어 등의 폐기물(A)을 가스화로(1) 내로 투입할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 가스화로(1)는 그 투입 도어(5)를 닫은 상태에서는, 그 내부가 실질적으로 외부와 차단된다.
가스화로(1)의 외주부(外周部)에는, 그 냉각구조로서, 가스화로(1)의 내부와 격리된 워터 재킷(water jacket)(7)이 형성되어 있다. 워터 재킷(7)은 도시되지 않은 급수장치에 의해 급수를 받아, 내부의 수량이 소정 수위로 유지된다.
가스화로(1)의 하부는 하측으로 돌출된 원뿔대형상으로 형성되며, 사면(斜面)형상의 측벽부(8)의 하측에, 재 처리설비(4)의 상측으로 개구되어 폐기물(A)의 소각처리가 종료된 후에 회화물을 배출하는 회출구(灰出口)(9)가 형성되어 있다. 회출구(9)에는 이것을 개폐가능케 하는 1쌍의 저판(10a, 10b)이, 좌우 1쌍의 힌지(11a, 11b)에 부착되어 있다. 저판(10a, 10b)은, 힌지(11a, 11b)에 의해 상하로 요동가능하게 되어 있으며, 상기 요동에 의해 회출구(9)를 좌우 여닫이문 식으로 개폐가능하도록 하고 있다.
측벽부(8)에는, 가스화로(1)의 내부와 격리된 공실(空室)(8a)이 형성되며, 공실(8a)은 가스화로(1)의 내벽부에 형성된 복수의 급기 노즐(12)을 통해서, 가스화로(1)의 내부에 연통되어 있다. 상기 공실(8a)에는 가스화로용 산소 공급로(13)가 접속되어 있으며, 가스화로용 산소 공급로(13)는 주 산소 공급로(14)를 통해서 송풍팬 등으로 구성된 산소(공기) 공급원(15)에 접속되어 있다. 가스화로용 산소 공급로(13)에는 밸브 구동기(16)에 의해 그 열림정도가 제어되는 제어 밸브(17)가 형성되어 있다. 이 경우, 밸브 구동기(16)는, CPU 등을 포함하는 전자회로에 의해 구성된 제어 장치(18)에 의해 제어된다.
또, 가스화로(1)의 하측부에는, 제어 장치(18)에 의해 제어되며 가스화로(1)에 수용된 폐기물(A)에 착화하기 위한 착화장치(19)가 부착되어 있다. 착화장치(19)는 점화버너 등에 의해 구성되며, 중유 등의 조연유(助燃油)가 저류(貯留)되어 있는 연료공급장치(20)로부터 주 연료 공급로(21), 가스화로용 연료 공급로(21a)를 통해서 공급되는 연료를 연소시킴으로써, 폐기물(A)에 연소 불꽃을 공급한다.
또한, 가스화로(1)에는, 그 상부측벽을 관통하는 살수 도관(撒水導管)(22)이 구비되어 있다. 살수 도관(22)은 제어 장치(18)에 의해 개폐가 제어되는 개폐 밸브(23)를 통해서 도시되지 않은 저수조 등의 수원(水源)에 접속됨과 아울러, 선단에 살수 노즐(24)을 구비하며, 상기 수원으로부터 공급되는 물을 가스화로(1) 내에 살수할 수 있다.
연소로(3)는, 폐기물(A)의 건류에 의해 발생되는 가연성 가스와 그 완전 연소에 필요한 산소(공기)를 혼합하는 버너부(25)와, 산소와 혼합된 가연성 가스를 연소시키는 연소부(26)로 이루어지며, 연소부(26)는 버너부(25)의 선단측에서 상기 버너부(25)에 연통되어 있다. 버너부(25)의 후단부에는 가스통로(2)가 접속되며, 가스화로(1)에서의 폐기물(A)의 건류에 의해 발생한 가연성 가스가 가스통로(2)를 통해서 버너부(25)로 도입된다.
버너부(25)의 외주부에는, 그 내부와 격리된 공실(27)이 형성되며, 상기 공실(27)은 버너부(25)의 외주부에 뚫어 설치된 복수의 노즐구멍(28)을 통해서 버너부(25)의 내부에 연통되어 있다. 공실(27)에는, 주 산소 공급로(14)에서 분기되는 연소로용 산소 공급로(29)가 접속되어 있다. 연소로용 산소 공급로(29)에는 밸브 구동기(30)에 의해 그 열림정도가 제어되는 제어 밸브(31)가 형성되어 있으며, 밸브 구동기(30)는 상기 제어 장치(18)에 의해 제어된다.
버너부(25)의 후단부에는, 제어 장치(18)에 의해 제어되며, 연료 공급장치(20)로부터 주 연료 공급로(21), 연소로용 연료 공급로(21b)를 통해서 공급되는 중유 등의 조연유를 연소시키는 연소장치(32)가 부착되어 있다. 연소장치(32)는 점화버너 등으로 구성되며, 상기 조연유를 상기 가연성 가스와 함께 연소시킨다. 또한, 연소장치(32)는 버너부(25)에 도입된 가연성 가스에 착화하는 경우에도 이용된다.
연소부(26)의 선단부에는, 가연성 가스가 연소부(26)에서 완전 연소된 후의 폐가스를 배출하는 덕트(duct)(33a)가 설치되어 있다. 덕트(33a)는 도중에 덕트 33a1와 덕트 33a2, 두 개로 분기되어 있으며, 덕트 33a1는 제 1 열교환기(34)의 일측 의 단부에 접속되고, 덕트 33a2는 후술하는 바와 같이, 재 처리설비(4)에 접속되어 있다. 제 1 열교환기(34)는, 내부에 주 산소 공급로(14)가 배치되어 있어, 상기 폐가스와 주 산소 공급로(14)에 유통되는 산소와의 사이에서 열교환을 실시함으로써, 상기 산소를 가열한다.
제 1 열교환기(34)의 타측의 단부에는, 상기 산소와 열교환된 상기 폐가스를 배출하는 덕트 33b1이 접속되어 있다. 덕트 33b1은, 제 1 열교환기(34)의 하류에서, 후술할 재 처리설비(4)로부터의 폐가스를 배출하는 덕트 33b2와 합류하여 덕트 33b를 이루어, 상기 폐가스를 송풍팬(35)을 통해서 굴뚝(36)을 이용하여 대기중으로 배출한다. 또한, 덕트 33b의 도중에는 사이클론(37), 냉각탑(38), 백 필터(bag filter)(39)가 설치되어 있다.
또한, 본 형태의 장치에서는, 가스통로(2)의 도중에, 가스화로(1)로부터 연소로(3)로 도입되는 가연성 가스의 일부를 분취하는 분취도관(40)이 역지 밸브(41)를 통해서 접속되어 있으며, 분취된 가연성 가스를 유분 회수장치(42)로 안내한다. 유분 회수장치(42)는, 분취된 가연성 가스를 응축하는 콘덴서(43a, 43b)와, 콘덴서(43a, 43b)에서 응축되지 않는 가연성 성분을 다시 회수하는 유분 분리기(44)로 이루어진다. 유분 분리기(44)는 가스도관(45)에 의해 연소로(3)와 접속되어 있어, 유분 분리기(44)에서도 완전히 분리할 수 없는 가연성 성분을 포함하는 가스는, 가스도관(45)에 의해 송풍팬(46)을 통해서 연소로(3)의 연소부(26)에 도입되어, 가스통로(2)로부터 연소로(3)에 도입되는 가연성 가스와 함께 연소된다.
콘덴서(43a,43b)의 하측에는, 각각 응축된 유분을 저류하는 저류조(47a,47b)가 설치되어 있다. 콘덴서(43a,43b)에서 응축된 유분은, 저류조(47a,47b)로부터
회수유(回收油)도관(48)에 의해 도출되어, 유수분 분리기(49), 여과기(50)를 거친 후, 펌프(51)를 통해서 연료 공급장치(20)로 보내진다. 또한, 연료 공급장치(20)에서 연료를 도출하는 주 연료 공급로(21)는, 도중에 상술한 가스화로용 연료 공급로(21a) 및 연소로용 연료 공급로(21b)와, 후술하는 바와 같이 재 처리설비(4)에 접속되는 용융로용 연료 공급로(21c), 3개로 분기되어 있다.
또한, 본 형태의 장치에 있어서, 가스화로(1)의 상부에는 가스화로(1) 내의 온도(T1)를 검지하는 온도 센서(52)가 부착되어 있고, 연소로(3)에는 연소로(3) 내의 온도(T2)를 검지하는 온도 센서(53)가 버너부(25)의 선단부에 면하는 위치에 부착되어 있다. 온도 센서(52, 53)의 검지신호는 제어 장치(18)에 입력된다.
이어서, 재 처리설비(4)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가스화로(1) 내에서 회화물(B)을 배출하는 회출구(9)의 하측에 설치된 스크루 컨베이어(screw conveyor)(54)와, 스크루 컨베이어(54)를 따라서 그 상측에 설치된 융제첨가장치(55)와, 스크루 컨베이어(54)에 의해 반송(搬送)되는 회화물(B) 및 융제의 혼합물(C)을 수용해서 용융하는 용융로(56)와, 용융로(56)에서 얻어진 용융물(D)이 투입되어 급랭되는 수조(水槽)(57)와, 수조(57)로부터 클링커(clinker)(E)를 반출하는 벨트 컨베이어(58)를 구비하고 있다. 용융로(56)는, 상기 회화물(B) 및 융제의 혼합물(C)을 수용하여, 가열하고, 용융하는 용융실(59)과, 용융실(59)의 선단부와 연통하여, 용융실(59)에서 얻어진 용융물(D)을 수조(57)에 투입하는 슈트(chute)부(60)와, 용융실(59)의 하부에 설치되어 슈트부(60)와 연통하고, 용융로(56)의 폐가스를 배출하는 연도(堧道)(61)로 이루어져 있다.
용융실(59)의 상면부에는, 개폐가능한 투입 도어(62)을 구비하는 투입구(63)가 형성되어 있어, 스크루 컨베이어(54)에 의해 반송되는 회화물(B)과 융제와의 혼합물(C)을 투입구(63)로부터 용융실(59) 내로 투입가능하게 되어 있다. 또, 용융실(59)에는, 도 1에 나타내는 덕트 33a에서 분기된 덕트 33a2가 접속되어, 연소로(3)의 폐가스의 일부가 도입되도록 되어 있다.
슈트부(60)의 천정부(60a)는 비스듬하게 형성되어 있고, 상기 천정부(60a)에는 가열장치로서의 버너(64,64)가 용융실(59) 내의 혼합물(C) 쪽을 향하여 부착되어 있다. 버너(64,64)는 도 1에 나타내는 연료 공급장치(20)로부터 주연료 공급로(21), 용융로용 연료 공급로(21c)를 통해서 공급되는 연료를 연소시킴으로써, 용융실(59) 내의 혼합물(C)을 가열한다.
또, 버너(64)에는 연소용 산소를 공급하는 용융로용 산소 공급로(65)가 접속되어 있다. 용융로용 산소 공급로(65)는, 송풍팬 등에 의해 구성된 공기 공급원(66)에 접속되어 있는 공기 공급로(65a)와, 산소 봄베(bomb) 등으로 구성된 순(純)산소원(67)에 접속된 순산소 공급로(65b)가 합류되어 형성되고, 공기에 순산소가 혼합된 고농도의 산소를 포함하는 공기를 버너(64)에 공급한다.
연도(61)의 선단측에는, 용융실(59) 내의 혼합물(C)을 가열, 용융한 후의 폐가스를 배출하는 덕트(33b2)가 접속되어 있고, 덕트(33b2)는 제 2 열교환기(68), 사이클론(69)을 통해서, 도 1에 나타내는 덕트(33b)에 접속되어 있다. 상기 제 2 열교환기(68)는, 내부에 공기 공급로(65a)가 배치되어 있어, 덕트(33b2)에 의해 공급되는 상기 폐가스와 공기 공급로(65a)로 유통되는 공기와의 사이에서 열교환을 실시함으로써, 상기 공기를 가열한다.
이어서, 상술한 장치에 의한 본 실시형태의 폐기물의 소각처리방법의 제 1 형태에 대해서, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다.
도 1에 나타내는 장치에 있어서, 폐기물(A)을 소각처리할 때에는, 우선 투입 도어(5)를 열고, 투입구(6)로부터 폐기물(A)을 가스화로(1) 내에 투입한다. 상기 폐기물(A)은, 폐타이어를 주로 하는 각종 폐기물을 혼합하고, 가스화로(1) 내에서의 건류에 의해 발생되는 가연성 가스가 안정되게 연소를 계속할 때에 그 연소 온도가 850℃이상이 되는 열량을 가지도록 조정되어 있다.
이어서, 투입 도어(5)를 닫아 가스화로(1) 내를 밀봉상태로 한 뒤, 상기 폐기물(A)의 착화에 앞서, 제어 장치(18)에 의해 연소로(3)의 연소장치(32)를 작동시켜서, 상기 조연유의 연소를 개시한다. 온도센서(53)에 의해 검지되는 연소로(3) 내의 온도(T2)가 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 800℃를 넘으면, 제어 장치(18)에 의해 가스화로(1)의 착화장치(19)가 작동되어 폐기물(A)에 착화되고, 폐기물(A)의 부분적 연소가 시작된다.
폐기물(A)의 부분적 연소가 시작되고, 온도 센서(52)에 의해 검지되는 온도(T1)가 소정의 온도(T1A)에 도달하면, 제어 장치(18)에 의해 착화장치(19)가 정지된다. 폐기물(A)의 하층부의 부분 연소가 시작되면, 그 연소열에 의해 상기 폐기물(A)의 상층부가 건류되고, 상기 건류에 의해 발생된 가연성 가스는, 상기 가스화로(1)에 접속된 가스통로(2)를 통해서 연소로(3)의 버너부(25)에 도입되어 산소와 혼합되고 연소장치(32)로부터 공급되는 연소 불꽃에 의해 착화되어, 연소부(26)에 서 상기 조연유와 함께 연소를 개시한다. 상기 가연성 가스의 연소가 개시된 시점에서는, 상기 건류에 의한 상기 가연성 가스의 발생은 불안정하여, 상기 가연성 가스가 연소로(3)에 안정되게 공급되지 않는 경우도 있지만, 가스화로(1) 내에서의 건류가 안정됨에 따라서 상기 가연성 가스가 연속적으로 발생하게 되고, 그 발생량도 증가해 간다.
상기 가연성 가스의 발생량의 증가에 따라 연소로(3) 내의 온도(T2)가 상승하면, 상기 가연성 가스가 자기의 연소열에 의해 자발적으로 안정되게 연소를 계속할 수 있게 된다. 그리고, 제어 장치(18)는, 온도센서(53)에 의해 검지되는 연소로(3) 내의 온도(T2)가 예를 들어 830℃이상이 되면, 연소장치(32)에 의한 조연유의 연소를 정지하고, 정지 후의 온도(T2)의 변화에 의해, 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속할 수 있을지의 여부를 판단한다.
이 결과, 연소장치(32)에 의한 조연유의 연소는, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상이 되면 정지, 830℃이하가 되면 재개하도록, 단계적으로 실시되며, 그 동안, 연소로(3) 내의 온도(T2)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 지그재그모양으로 변화한다. 그리고, 상기 조연유의 연소를 정지하더라도, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상을 유지하게 되었다면, 제어 장치(18)는, 상기 가연성 가스가 자기의 연소열에 의해 자발적으로 연소되는 상태에 도달한 것이라 판단하여, 상기 조연유의 연소를 종료시킨다. 이 후는, 상기 가연성 가스만의 자발적인 연소가 실시되므로, 온도센서(53)로 검지되는 연소로(3) 내의 온도(T2)는, 실질적으로 상기 가연성 가스 자체의 연소온도를 나타내게 된다.
상기 가연성 가스만의 자발적인 연소가 실시되면, 연소로(3) 내의 온도(T2)에 의해 검지되는 상기 가연성 가스 자체의 연소 온도는, 830℃이상의 온도, 예를 들어 850℃로 거의 일정하게 유지된다. 이 경우, 제어 장치(18)는 상기 가연성 가스가 완전 연소하기 위해 필요충분한 양의 산소가 버너부(25)에 공급되도록 연소로용 산소 공급로(29)의 제어밸브(31)의 열림정도를 자동적으로 제어한다. 또, 동시에 제어 장치(18)는, 온도센서(53)로 검지되는 연소로(3) 내에 있어서의 가연성 가스의 연소 온도(T2)에 맞춰 제어밸브(17)의 열림정도를 자동적으로 제어함으로써, 가스화로(1)에서의 상기 가연성 가스의 발생량을 조정하여, 연소로(3) 내에서의 가연성 가스의 연소 온도(T2)가 850℃로 일정하게 유지되도록 한다.
또, 온도 센서(52)에 의해 검지되는 가스화로(1) 내의 온도(T1)는, 상기 연 소장치(32)의 작동 중, 상기 폐기물(A)에 착화된 직후에는 폐기물(A)의 하층부의 연소의 확대에 따라서 상승되지만, 그 후, 폐기물(A) 하층부의 연소열이 상층부의 건류를 위해 소비됨으로써, 일단 하강된다. 그리고, 연소장치(32)가 정지되고, 상기 가연성 가스만의 자발적 연소가 실시되어, 상기 건류가 정상적으로 안정하게 진행되는 단계(연소로(3) 내의 온도(T2)가 850℃로 거의 일정하게 유지되는 단계)에 들어가면, 가스화로(1) 내의 온도(T1)는 다시 상승으로 전환되고, 상기 건류의 진행에 따라 점차 상승한다.
상기 가연성 가스만이 자발적인 연소를 실시하는 단계에서는, 상기 가연성 가스의 발생이 왕성하고, 상기 가연성 가스의 일부를 분취하더라도, 연소로(3) 내의 온도(T2)를 850℃로 거의 일정하게 유지하기에 충분한 가연성 가스를 얻을 수 있다. 그래서, 이 단계에서는, 분취도관(40)에 의해 상기 가연성 가스의 일부를 분취하고, 상기 가연성 가스에 포함되는 가연성 성분을 유분 회수장치(42)에 의해 유분으로서 회수한다.
상기 유분의 회수는, 가스통로(2) 내의 가연성 가스의 압력이 소정의 크기를 넘었을 때에, 분취도관(40 )의 역지 밸브(41)를 넘어서 유분 회수장치(42)에 도입되는 가연성 가스 중, 우선, 액화하기 쉬운 가연성 성분이 직렬로 배열된 콘덴서(43a,43b)에서 응축됨으로써 실시된다. 액화된 유분은 저류조(47a, 47b)에 수용된 후, 펌프(51)에 의해 꺼내진다. 상기 유분은, 유수분 분리기(49), 여과기(50)에서 정제된 후, 연료 공급장치(20)로 보내져, 주 연료 공급로(21)로부 터 가스화로용 연료 공급로(21a), 연소로용 연료 공급로(21b), 용융로용 연료 공급로(21c)를 통해서, 각각 가스화로(1)의 착화장치(19), 연소로(3)의 연소장치(32), 용융로(56)의 버너(64)에 공급된다.
콘덴서(43a,43b)에서 응축되지 않은 상기 가연성 가스는, 계속해서, 유분 분리기(44)로 보내져, 가연성 성분이 유분으로서 회수된다. 그리고, 유분 분리기(44)에서도 회수되지 않은 잔여 가연성 가스는, 가스도관(45)에 의해 송풍팬(46)을 통해서 연소로(3)의 연소부(26)로 도입되어, 완전 연소된다.
연소로(3)에서 상기 가연성 가스가 완전 연소된 후의 폐 가스는, 우선, 덕트(33a)로 배출되며, 그 일부는 덕트(33a1)에 의해 제 1 열교환기(34)로 보내져 제 1 열교환기(34) 내에 배치된 주 산소 공급로(14) 내로 유통되는 산소의 가열에 이용된다. 또, 덕트(33a)로 배출된 상기 폐가스의 소각잔류물 일부는 덕트(33a2)에 의해 용융로(56)의 용융실(59)로 보내진다. 용융실(59)로 도입된 폐가스의 작용에 대해서는 후술하기로 한다.
제 1 열교환기(34)에서 상기 산소의 가열에 이용된 폐가스는, 덕트 33b1로부터 덕트 33b를 통해 사이클론(37)으로 도입되, 상기 폐가스에 포함되어 있는 진애(塵埃)가 소거된다. 이어서, 상기 폐 가스는 냉각탑(38)에 도입됨으로써 충분히 냉각되고, 백 필터(39)에 도입된다. 그리고, 백 필터(39)에서, 또한 비산(飛散)되는 미세한 재가 소거된 후, 최종적으로 송풍팬(35)을 통해서 굴뚝(36)을 통해 대기중으로 배출된다.
이어서, 상기 가스화로(1) 내의 폐기물(A)의 건류가 진행되어, 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 부족해지면, 가스화로용 산소 공급로(13)의 제어 밸브(17)의 열림정도를 조정하여 가스화로(1)에 대한 산소 공급량을 증가시키더라도 연소로(3) 내의 온도(T2)를 850℃로 거의 일정하게 유지하기 위해 충분한 양의 가연성 가스를 발생시킬 수 없어, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 850℃로부터 저하하는 경향을 나타내게 된다.
그래서, 제어 장치(18)는, 연소로(3) 내의 온도(T2)가, 예를 들어 830℃이하가 되면, 연소장치(32)에 의한 조연유의 연소를 재개한다. 또한, 이 단계에서 제어 장치(18)는, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상으로 되면 연소장치(32)에 의해 조연유의 연소를 정지하고, 정지 후의 연소로(3) 내의 온도(T2)의 변화에 따라, 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속할 수 있을지의 여부를 판단한다.
이 결과, 연소장치(32)에 의한 조연유의 연소는, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상이 되면 정지, 830℃이하가 되면 재개하는 바와 같이, 단속적(斷續的)으로 실시되며, 이 동안, 연소로(3) 내의 온도(T2)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 지그재그 모양으로 변화한다. 그리고, 연소장치(32)에 의한 조연유의 연소를 실시하지 않으면 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상으로는 오르지 않게 되었다면, 제어 장치 (18)는, 상기 가연성 가스가 자발적으로 연소하는 것이 완전히 불가능한 상태가 되었다고 판단하고, 상기와 같이 조연유의 연소를 계속적으로 실시하여, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 800℃이상으로 유지되도록 한다.
한편, 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 점차 부족하게 되면, 가스화로(1) 내에서는 폐기물(A)이 직연(直燃)상태가 되기 때문에, 가스화로(1) 내의 온도(T1)상승이 급격해진다. 그리고, 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 없어져, 적열화된 폐기물(A)이 회화로 이행하기 시작하는 온도(T1max)를 최고온도로 하여, 감소로 전환된다. 그러나, 폐기물(A)은 매회 처리마다, 그 용량, 재료 등이 제각기 다르기 때문에, 회화된 표면층의 아래에 적열화가 일어나 있다든지, 아직 적열화되어 있지 않은 부분이 남아 있거나 하여, 이 부분의 열에 의해 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 다시 상승하는 경우가 있다.
그래서, 제어 장치(18)는, 연소장치(32)에 의한 조연유의 연소를 실시하지 않으면 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상으로 오르지 않게 된 단계에서, 온도 센서(52)에 의해 검출되는 가스화로(1) 내의 온도(T1)를 소정 시간마다, 예를 들어 10분마다 가스화로(1) 내의 최고온도(T1max)와 비교한다. 그리고, 제어 장치(18)는, 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 소정 회수, 예를 들어 3회 연속해서 최고온도(T1max) 미만이었을 때는, 가스화로(1) 내의 폐기물(A)이 확실하게 전체적으로 회화로 이행한 것으로 판단한다. 이 후, 가스화로(1) 내의 온도(T1)는, 폐기물(A)의 회화와 아울러 점차 저하되어 간다.
여기서, 폐기물(A)의 소각잔류물(회화물(B))을 가스화로(1)로부터 배출하는 조작은, 종래에는, 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 회화물(B)의 취급이 용이해지는 온도, 예를 들어 상온정도까지 저하되기를 기다렸다가 실시되고 있다. 그러나, 온도(T1)가 상온정도까지 저하되기를 기다리는 것은, 온도(T1)의 저하에 장시간을 요하며, 온도의 저하하기를 기다리는 동안, 새로운 폐기물을 가스화로(1)에 투입할 수 없기 때문에, 처리사이클이 길어진다.
그래서, 본 형태에서는, 가스화로(1) 내에서 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 부족해지고, 제어 장치(18)에 의해 가스화로(1) 내의 폐기물(A)이 확실하게 전체적으로 회화로 이행한 것으로 판단된 후, 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 최고온도(T1max)로부터 저하로 전환되어, 다이옥신류가 생성되는 온도인 250∼350℃ 미만이 되었을 때 곧바로, 예를 들어 온도(T1)가 200℃이하로 되면, 가스화로(1)의 회출구(9)의 저판(10a,10b)을 도 2에 가상선으로 나타내는 바와 같이 열어, 가스화로(1) 내의 회화물(B)을 하방으로 낙하시킴으로써 배출한다.
본 형태에서는, 상기 가스화로(1) 내의 회화물(B)의 배출이 완료되면, 저판(10a,10b)을 폐쇄함과 아울러, 투입 도어(5)를 열고, 투입구(6)로부터 새로운 폐기물(A)을 가스화로(1) 내로 재투입한다. 이 때, 연소로(3) 내의 온도(T2)는 상술한 바와 같이 800℃이상으로 유지되어 있기 때문에, 상기 가스화로(1) 내에 재투입된 폐기물(A)에 곧바로 점화할 수 있어, 이하, 상술한 순서에 따라서 다음의 소각 처리가 실시된다.
이와 같이 함으로써, 상기 가스화로(1) 내의 온도(T1)의 저하를 기다리지 않고, 가스화로(1) 내의 회화물(B)을 배출하고, 새로운 폐기물(A)을 가스화로(1) 내에 재투입할 수 있기 때문에, 처리사이클을 단축시킬 수 있다. 또, 새로운 폐기물(A)을 재투입했을 때는, 가스화로(1) 내는 전회의 처리의 여열에 의해 덥혀져 있기 때문에, 상기 점화후, 폐기물(A)의 부분적 연소를 용이하게 안정화시킬 수 있다.
이어서, 가스화로(1)에서 배출된 회화물(B)의 처리에 대해서 설명한다. 상기 회화물(B)의 배출시, 가스화로(1) 내의 온도(T1)는 상술한 바와 같이 다이옥신류의 생성온도 미만인 200℃까지 저하되어 있기 때문에, 상기 회화물(B)에서 다이옥신류가 발생될 우려는 없다. 그러나, 상기 회화물(B)은 아직 고온이기 때문에, 이것을 신속하게 용융로(56)로 도입하여 용융해야 한다.
본 형태에서는, 상기 회화물(B)을 신속하게 용융로(56)로 도입하기 위해서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가스화로(1)의 회출구(9) 하측에 설치된 스크루 컨베이어(54) 위에 회화물(B)을 낙하시키고, 스크루 컨베이어(54)에 의해 반송한다. 상기 회화물(B)의 배출시에는, 저판(10a,10b)의 개방에 앞서, 도 1에 나타내는 제어 장치(18)에 의해 살수도관(22)의 개폐 밸브(23)를 소정 시간 열어서 살수 노즐(24)로부터 가스화로(1) 내의 회화물(B)의 상층에 살수한다. 이로써, 상기 회화물(B)이 스크루 컨베이어(54) 위로 낙하할 때에, 회화물(B)이 비산하는 것을 방지할 수 있 다. 상기 회화물(B)은 상술한 바와 같이 가스화로(1)로부터 꺼내진 후, 용융로(56)에서 가열, 용융되기 때문에, 상기 살수는 회화물(B)의 상층부를 물에 의해 일체화시킬 수 있는 정도면 되므로 과잉으로 살수할 필요는 없다. 또한, 개폐 밸브(23)는 상기 소정 시간동안 열린 후, 다시 제어 장치(18)에 의해 닫힌다.
이어서, 용융로(56)의 투입 도어(62)를 열고, 스크루 컨베이어(54)에 의해 반송되는 회화물(B)을 투입구(63)로부터 용융로(56) 내에 투입한다. 스크루 컨베이어(54) 상측에는, 융제첨가장치(55)가 설치되어 있으며, 본 형태에서는, 상기 융제로서 규사(硅砂)와 석회암의 혼합물을, 융제첨가장치(55)로부터 스크루 컨베이어(54)에 의해 반송되는 회화물(B)에 첨가한다. 상기 규사 및 석회암은 모두 저가이므로, 러닝 코스트를 억제함에 있어 유리하다. 상기 회화물(B)은 스크루 컨베이어(54)에 의해 반송되는 도중에, 상기 규사 및 석회암과 혼합되며, 회화물(B)과 상기 규사 및 석회암의 혼합물(C)이 용융로(56)의 용융실(59) 내로 투입된다.
용융실(59) 내에는, 덕트 33a로부터 분기되는 덕트 33a2에 의해 연소로(3)의 폐가스가 도입되고 있으며, 상기 폐가스는 850℃이상의 온도를 지니고 있다. 또, 혼합물(C)의 투입에 앞서 버너(64)가 작동되어 있다.
그래서, 상기 혼합물(C)은 상기 폐가스에 의해 가열되고, 또 직접적으로는 버너(64)의 연소 불꽃에 의해 가열된다. 상기 혼합물(C)은, 상술한 바와 같이 함유하고 있는 회화물(B) 자체가 고온이고, 상기 융제로서의 규사 및 석회암과 혼합됨으로써 융점이 낮아지기 때문에, 상기 가열에 의해 용이하게 용융되어 용융물(D)이 된다.
상기 용융시에, 회화물(B)에 포함되어 있는 충분히 연소되지 않은 폐기물(A)이 완전 연소되지만, 용융실(59) 내에는 상술한 바와 같이 연소로(3)의 850℃이상의 온도의 폐가스가 도입되어 있기 때문에, 폐기물(A)의 연소에 의해 다이옥신류가 발생될 우려는 없다.
상기한 바와 같이 용융된 용융물(D)는, 용융실(59)의 선단부로 유동하고, 자동적으로 슈트부(60) 내로 낙하되어, 슈트부(60)의 하측에 설치된 수조(57)에 투입된다. 수조(57)에 투입된 용융물(D)은, 수조(57)에 저류되어 있는 물에 의해 냉각되고 파쇄되어, 미세한 입자형상의 고형물(클링커)(E)이 형성된다.
상기 클링커(E)는, 수조(57) 내에 설치된 벨트 컨베이어(58)에 의해 수조(57)로부터 배출된다. 또한, 상기 규사는, 회화물(B)에 혼합되어서 혼합물(C)의 융점을 낮춤과 아울러, 용융되어 유리질로 되기 때문에, 상기 회화물(B)에 포함되어 있는 중금속 등의 유해물질을 상기 클링커(E) 내로 싸넣어, 누출을 방지할 수 있다.
상기 용융로(56)의 폐가스는, 용융실(59)로부터 슈트부(60), 연도(61)를 거쳐, 덕트(33b2)에 의해 배출된다. 상기 폐가스는, 덕트(33b2)의 도중에 설치된 제 2 열교환기(68)에서, 상기 제 2 열교환기(68) 내에 설치된 공기 공급로(65a)로 유통되는 공기와 열교환하고, 사이클론(69)에서 함유된 진애가 소거된 후, 도 1에 나타내는 덕트(33b)에 합류되어, 연소로(3)의 폐가스와 함께 굴뚝(36)을 통해 대기중으 로 배출된다.
상기 용융로(56)의 버너(64)는, 연료 공급장치(20)로부터 주 연료 공급로 (21), 용융로용 연료 공급로(21c)를 통해서 공급되는 연료를, 용융로용 산소 공급로(65)로부터 공급되는 연소용 공기에 의해 연소시킨다. 상기 연소용 공기는, 공기 공급로(65a)로부터 공급되는 상기 폐가스와의 열교환에 의해 가열된 공기에, 순산소 공급원(67)으로부터 순산소 공급로(65b)를 통해서 공급되는 순산소가 혼합되어 있다. 이 결과, 상기 연소용 공기는 산소농도가 높아져 있어, 버너(64)는 혼합물(C)의 용융에 매우 적절한 고화력을 얻을 수 있다.
이이서, 본 실시형태의 폐기물의 소각처리방법의 제 2 형태에 대해서 도 4를 참조하면서 설명한다.
본 실시형태의 제 2 형태에 이용하는 폐기물의 건류가스화 소각처리장치는, 재 처리설비(4)의 구성을 제외하고, 상기 제 1 형태에 이용하는 장치와 완전히 동일한 구성을 구비하고 있다. 본 실시형태의 재 처리설비(4)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 용융로(56)의 투입구(63)가 가스화로(1)의 회출구(9)에 연결되어 형성되며, 저판(10a,10b)이 투입구(63) 내로 열리도록 되어 있고, 융제가 융제 첨가장치(55)로부터 직접 투입구(63) 내로 투입되도록 되어 있는 점을 제외하면, 상기 제 1 형태에 이용하는 도 2에 나타내는 재 처리설비(4)와 완전히 동일한 구성이다.
이어서, 상술한 장치에 의한 본 실시형태의 폐기물의 소각처리방법의 제 2 형태에 대해서 설명한다. 본 형태에서는, 폐기물의 소각은, 상기 제 1 형태의 경우 와 완전히 동일하게 실시된다. 그리고, 가스화로(1) 내에서 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 부족해지고, 제어 장치(18)에 의해 가스화로(1) 내의 폐기물(A)이 확실하게 전체적으로 회화로 이행된 것으로 판정된 후, 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 최고온도(T1max)로부터 저하하고 있을 때에, 회출구(9)의 저판(10a,10b)을 도 4에 가상선으로 나타내는 바와 같이 열어서, 가스화로(1) 내의 회화물(B)을 하방으로 낙하시켜 배출한다.
그리고, 본 형태에서는, 융제가 융제첨가장치(55)로부터 직접 투입구(63) 내로 투입되는 점을 제외하면, 상기 제 1 형태의 경우와 완전히 동일하게 처리하는 것에 의해, 회화물(B)이 용융되고, 용융물(D)로서 클링커(E)가 형성된다. 본 형태에서는, 회화물(B)은, 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 다이옥신류의 생성온도 미만으로 저하되기 전에 배출되기 때문에, 충분히 고온이므로, 용이하게 용융시킬 수 있다.
본 형태에서 이용하는 재 처리설비(4)에서는, 도 4에 나타내는 용융로(56)의 투입구(63)가 가스화로(1)의 회출구(9)와 연결되어 형성되어 있기 때문에, 저판(10a,10b)을 열면 회화물(B)은 외기(外氣)와 접촉할 것도 없이, 용융로(56)의 용융실(59)에 투입된다. 따라서, 본 형태에서는, 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 다이옥신류의 생성온도 미만으로 저하되기를 기다릴 것 없이, 예를 들어 상기 온도(T1)가 300℃가 되었을 때에, 회화물(B)의 배출, 새로운 폐기물(A)의 재투입을 실시할 수 있으므로, 처리 사이클 또한 단축시킬 수 있다.

Claims (26)

  1. 가스화로 내에 수용된 폐기물에 점화하여 상기 폐기물의 일부를 연소시키고, 그 연소열에 의해 상기 폐기물의 소각잔류물 부분을 건류하는 공정과, 상기 건류에 의해 발생되는 가연성 가스를 연소로에 도입하여 연소시키는 공정을 구비하며,
    상기 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킬 때에, 상기 연소로에 도입되는 가연성 가스의 양에 맞춰서 그 연소에 필요한 산소를 상기 연소로에 공급하여 상기 가연성 가스를 연소시킴과 아울러, 상기 연소로에 있어서의 상기 가연성 가스의 연소에 의한 상기 연소로 내의 온도변화에 맞춰서 상기 가스화로에 공급되는 산소량을 제어함으로써 상기 건류에 의해 발생되는 가연성 가스의 양을 조정하여, 상기 연소로 내의 온도를 소정 온도 이상의 거의 일정한 온도로 유지하는 폐기물의 소각방법에 있어서,
    상기 소정 온도는 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도이고,
    상기 폐기물의 착화에 앞서 상기 연소로에서 상기 가연성 가스와 상이한 다른 연료를 연소시키고, 상기 연소로 내의 온도가 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 되었을 때에 상기 폐기물에 착화하여 건류를 개시하고, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류가 진행됨에 따라 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 감소하여 상기 연소로 내의 온도가 상기 거의 일정한 온도 미만이 된 후, 상기 연소로 내의 온도를 상기 다른 연료의 연소에 의해 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 유지함과 아울러, 상기 가스화로 내의 온도가 최고 온도로부터 저하하여 상기 폐기물에서 다이옥신류를 생성하는 온도 미만이 되었을 때에 곧바로 상기 소각잔류물을 상기 가스화로에서 꺼내는 공정과,
    상기 가스화로에서 상기 소각잔류물을 꺼낸 후, 상기 연소로 내의 온도를 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 유지한 상태에서 상기 가스화로에 새로운 폐기물을 수용하여 점화하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스화로에서 꺼낸 소각잔류물을 용융로에 수용하고, 상기 용융로에 구비된 가열장치에 의해 가열하여 용융하고, 용융물을 수중에 투입하여 급랭시킴으로써 입상의 고형물로 만드는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 소각잔류물에 융제를 첨가하여 용융하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 소각잔류물을 용융할 때에, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류에 의해 발생하는 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킴으로써 발생하는 폐가스를 상기 용융로에 도입하여 상기 소각잔류물을 가열하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 3에 있어서,
    상기 소각잔류물을 용융할 때에, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류에 의해 발생하는 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킴으로써 발생하는 폐가스를 상기 용융로에 도입하여 상기 소각잔류물을 가열하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  14. 청구항 2에 있어서,
    상기 용융로에 구비된 가열장치는 연소장치이고, 상기 연소장치에 상기 용융로의 열에 의해 가열된 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  15. 청구항 3에 있어서,
    상기 용융로에 구비된 가열장치는 연소장치이고, 상기 연소장치에 상기 용융로의 열에 의해 가열된 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  16. 청구항 4에 있어서,
    상기 용융로에 구비된 가열장치는 연소장치이고, 상기 연소장치에 상기 용융로의 열에 의해 가열된 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 용융로에 구비된 가열장치는 연소장치이고, 상기 연소장치에 상기 용융로의 열에 의해 가열된 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  18. 청구항 14 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스화로 내의 폐기물의 건류에 의해 발생되는 가연성 가스를 상기 연소로에 도입하여 연소시킬 때에, 상기 가연성 가스의 일부를 분취하고 응축시켜서 유분을 회수함과 아울러, 이 유분을 상기 용융로에 구비된 연소장치의 연료로 하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  19. 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 13 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스화로 내의 소각잔류물의 상층에 살수한 후에, 상기 가스화로에서 상기 소각잔류물을 꺼내는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 가스화로 내의 소각잔류물의 상층에 살수한 후에, 상기 가스화로에서 상기 소각잔류물을 꺼내는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법
  21. 가스화로 내에 수용된 폐기물에 점화하여 상기 폐기물의 일부를 연소시키고, 그 연소열에 의해 상기 폐기물의 소각잔류물 부분을 건류하는 공정과, 상기 건류에 의해 발생되는 가연성 가스를 연소로에 도입하여 연소시키는 공정을 구비하며,
    상기 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킬 때에, 상기 연소로에 도입되는 가연성 가스의 양에 맞춰서 그 연소에 필요한 산소를 상기 연소로에 공급하여 상기 가연성 가스를 연소시킴과 아울러, 상기 연소로에 있어서의 상기 가연성 가스의 연소에 의한 상기 연소로 내의 온도변화에 맞춰서 상기 가스화로에 공급되는 산소량을 제어함으로써 상기 건류에 의해 발생되는 가연성 가스의 양을 조정하여, 상기 연소로 내의 온도를 소정 온도 이상의 거의 일정한 온도로 유지하는 폐기물의 소각방법에 있어서,
    상기 소정 온도는 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도이고,
    상기 폐기물의 착화에 앞서 상기 연소로에서 상기 가연성 가스와 상이한 다른 연료를 연소시키고, 상기 연소로 내의 온도가 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 되었을 때에 상기 폐기물에 착화하여 건류를 개시하고, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류가 진행됨에 따라 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 감소하여 상기 연소로 내의 온도가 상기 거의 일정한 온도 미만이 된 후, 상기 연소로 내의 온도를 상기 다른 연료의 연소에 의해 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 유지함과 아울러, 상기 가스화로 내의 온도가 최고 온도로부터 저하하고 있을 때에, 상기 소각잔류물을 상기 가스화로에서 꺼내서 상기 가스화로에 소각잔류물 꺼냄구멍을 통해서 연속하여 형성된 용융로에 수용하는 공정과,
    상기 소각잔류물을 상기 용융로에 구비된 가열장치에 의해 가열하여 용융하고, 용융물을 수중에 투입하여 급랭함으로써 입상의 고형물로 만드는 공정과,
    상기 가스화로에서 상기 소각잔류물을 꺼낸 후, 상기 연소로 내의 온도를 다이옥신류의 열분해가 가능해지는 온도 이상으로 유지한 상태에서 상기 가스화로에 새로운 폐기물을 수용하여 점화하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 소각잔류물에 융제를 첨가해서 용융하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 소각잔류물을 용융할 때에, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류에 의해 발생되는 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킴으로써 발생되는 폐가스를 상기 용융로에 도입하여 상기 소각잔류물을 가열하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 소각잔류물을 용융할 때에, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류에 의해 발생되는 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킴으로써 발생되는 폐가스를 상기 용융로에 도입하여 상기 소각잔류물을 가열하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  25. 청구항 21 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용융로에 구비된 가열장치는 연소장치이고, 상기 연소장치에 상기 용융로의 열에 의해 가열된 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 가스화로 내의 폐기물의 건류에 의해 발생되는 가연성 가스를 상기 연소로에 도입하여 연소시킬 때에, 상기 가연성 가스의 일부를 분취하고 응축시켜서 유분을 회수함과 아울러, 이 유분을 상기 용융로에 구비된 연소장치의 연료로 하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
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