KR100582561B1

KR100582561B1 - 폐기물 탄소화처리장치

Info

Publication number: KR100582561B1
Application number: KR1020040041217A
Authority: KR
Inventors: 김정원
Original assignee: 김정원
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2006-05-23
Also published as: KR20050116172A

Abstract

본 발명은 전기에너지를 이용하여 공정별 최적 운전조건을 유지하고, 무산소 열분해 방식으로 CO₂,다이옥신의 발생을 극소화하며, SO_X,NO_X, 비산재, 바닥재의 발생을 억제하며, 무산소 간접 가열 열분해로 금속산화를 방지하여 유용한 금속의 회수가 가능하며, 공정별 온도가 각기 다른 분리된 반응실을 구비함으로써 에너지 절약 효과를 달성하며, 불활성가스인 질소 가스를 무산소 상태로 환원함으로써 안정성을 확보할 수 있도록 하며, 열분해 가스의 냉각에 따른 액화 연료의 회수가 가능한 폐기물 탄소화처리장치를 제공하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 폐기물 탄소화처리장치는, 외부에서 내부로 투입된 폐기물을 외부로부터 공급되는 질소가스를 이용하여 탄소화시켜 배출하는 탄소화실과; 상기 탄소화실의 내부로 질소가스를 공급하는 질소가스 공급수단과; 상기 탄소화실 각각으로부터 발생되는 열분해 가스를 냉각시켜주는 가스 냉각기와; 상기 가스 냉각기에서 발생된 응축 가스를 조성 분리하여 액화연료로 만들어주는 조성분리기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

탄소화, 폐기물

Description

폐기물 탄소화처리장치{A WASTE CARBONIZING DEVICE}

도 1은 본 발명에 의한 폐기물 탄소화처리장치의 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

300 : 탄소화실

310 : 예비실

320,330,340,350 : 제1,2,3,4 가열실

360 : 냉각실

400 : 질소가스 공급수단

500 : 가스 냉각기

600 : 조성분리기

본 발명은 폐기물 탄소화처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기에너지를 이용하여 공정별 최적 운전조건을 유지하고, 무산소 열분해 방식으로 CO₂,다이옥신의 발생을 극소화하며, SO_X,NO_X, 비산재, 바닥재의 발생을 억제하며, 무산소 간접 가열 열분해로 금속산화를 방지하여 유용한 금속의 회수가 가능하며, 공정별 온도가 각기 다른 분리된 반응실을 구비함으로써 에너지 절약 효과를 달성하며, 불활성가스인 질소 가스를 무산소 상태로 환원함으로써 안정성을 확보할 수 있도록 하며, 열분해 가스의 냉각에 따른 액화 연료의 회수가 가능한 폐기물 탄소화처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 생활 쓰레기, 업무 쓰레기, 산업 폐기물(예:난연성 고분자 폐기물, 할로겐족 화합물등의 유해폐기물, PCB, PVC, 전선관, 가전제품, 병원폐기물 등), 하천이나 바다의 오니, 시뇨오니, 하수오니, 배수오니, 식품찌꺼기등의 폐기물은 소각처분되는 경우가 많고, 이와 같은 경우에는 소각 처분에 있어서 다이옥신류가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 전기에너지를 이용하여 공정별 최적 운전조건을 유지하고, 무산소 열분해 방식으로 CO₂,다이옥신의 발생을 극소화하며, SO_X,NO_X, 비산재, 바닥재의 발생을 억제하며, 무산소 간접 가열 열분해로 금속산화를 방지하여 유용한 금속의 회수가 가능하며, 공정별 온도가 각기 다른 분리된 반응실을 구비함으로써 에너지 절약 효과를 달성하며, 불활성가스인 질소 가스를 무산소 상태로 환원함으로써 안정성을 확보할 수 있도록 하며, 열분해 가스의 냉각에 따른 액화 연료의 회수가 가능한 폐기물 탄소화처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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이하, 본 발명에 의한 폐기물 탄화처리장치 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 폐기물 탄소화처리장치의 구성도이다.

본 발명에 의한 폐기물 탄화처리장치는, 외부에서 내부로 투입된 폐기물을 외부로부터 공급되는 질소가스를 이용하여 탄소화시켜 배출하는 탄소화실(300)과, 이 탄소화실(300)의 내부로 질소가스를 공급하는 질소가스 공급수단(400)과, 상기 탄소화실(300) 각각으로부터 발생되는 열분해 가스를 냉각시켜주는 가스 냉각기(500)와, 이 가스 냉각기(500)에서 발생된 응축 가스를 조성 분리하여 액화연료로 만들어주는 조성분리기(600)를 포함하여 이루어진다.

상기 탄소화실(300)은, 외부 공기와 차단하는 예비실(310), 이 예비실(310)과 인접하여 연속되게 형성되며, 내부가 소정 온도로 유지되는 제1,제2,제3,제4 가열실(320)(330)(340)(350) 및 냉각실(360)로 이루어진다.

상기 제1,2,3,5 가열실(320)(330)(340)(350 및 냉각실(360)은 그 내부 온도가 서로 다르게 설정된다.

즉, 상기 제1 가열실(320)의 내부 온도는 150℃이며, 상기 제2 가열실(330)의 내부 온도는 300℃이며, 상기 제3 가열실(340)의 내부 온도는 450℃이며, 상기 제4 가열실(350)의 내부 온도는 450℃이며, 상기 냉각실(360)의 내부 온도는 50℃이다.

여기서, 상기 제1,제2,제3,제4 가열실(330)(340)(350)(360) 및 냉각실(360)은 전기히터에 의해 그 내부의 온도가 유지됨과 아울러 온도가 다르게 설정된다.

상기 질소가스 공급수단(400)은, 질소 가스를 발생시키는 질소가스 발생기(410)와, 상기 질소가스 발생기(410)로부터 발생된 질소가스가 다수의 상기 탄소화실(300)로 분기 공급되도록 하는 질소가스 공급 파이프(420)로 이루어진다.

한편,상기 조성분리기(600)에서 분리된 액화 연료로 구동되어 전기에너지를 발생시키는 발전기(700)가 더 구비된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 처리방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 예비실(310) 및 제1, 제2, 제3, 제4 가열실(320)(330)(340)(350) 및 냉각실(360)의 내부로 질소가스 공급수단(400)을 구성하는 질소가스 발생기(410)에서 발생된 질소가스를 질소가스 공급파이프(420)를 통해 공급한다.

이렇게 되면, 상기 예비실(310) 및 제1, 제2, 제3, 제4 가열실(320)(330)(340)(350) 및 냉각실(360)은 무산소 조건이 만들어지게 된다.

그리고, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 가열실(320)(330)(340)(350) 및 냉각실(360)의 내부 온도를 각각 전기히터를 이용하여 150℃, 300℃, 450℃, 450℃, 50℃로 다르게 유지되도록 한다.

상기와 같은 상태에서, 상기 예비실(310)내로 폐기물을 투입한 다음, 상기 제1,제2,제3,제4 가열실(320)(330)(340)(350)로 상기 폐기물을 순차적으로 이동수단, 예를 들어 컨베이어등을 이용하여 이동시킨다.

상기와 같은 과정을 실시하게 되면, 상기 제1 가열실(320)에서는 폐기물에서 1차적으로 수분이 제거된다.

이후, 상기 제1 가열실(320)에서 수분이 제거된 폐기물은 제2 가열실(330)에서 폐기물의 염소가 분해된다.

다음으로, 제2 가열실(330)에서 염소가 분해된 폐기물은 제3 가열실(340)에 서 탄화수소계 가스가 배출된다.

다음으로, 제3 가열실(340)에서 탄화수소계 가스가 배출된 폐기물은 제4 가열실(350)에서 잔류 가스가 배출된다.

마지막으로, 상기 제4 가열실(350)에서 잔류 가스가 배출된 폐기물은 냉각실(360)에서 이 냉각실(360)의 내부 온도에 의해 온도가 하강한 다음, 이동수단인 컨베이어등에 의해 외부로 탄소화물로 배출된다.

상기와 같이 상기 냉각실(360)에서 배출된 탄소화물은 선별하여 탄소봉, 활성탄등으로 재가공하여 산업분야에 재활용할 수 있다.

그리고, 상기 제1,제2,제3,제4 가열실 및 냉각실을 거치면서 산화되지 않은 금속 또는 유리(glass) 역시 산업분야에 재활용할 수 있게 된다.

여기서, 상기 냉각실(360)의 내부에 물이 유입되도록 함과 아울러 배출되도록하는 온수 파이프(361)를 설치하여 제4 가열실(360)을 경유한 고온의 폐기물이 50℃정도의 저온 상태의 냉각실(360)을 통과하면서 열교환되는데, 이때, 상기 온수 파이프에는 상기와 같은 열교환에 의해 온수가 생성된다.

이렇게 생성된 온수는 다른 산업 분야에 널리 이용할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 제2,제3,제4 가열실(330)(340)(350)을 거치면서 열분해가스가 발생되는데, 이 열분해가스를 한데 모아 가스 냉각기(500)를 경유하도록 한다.

여기서, 상기 가스 냉각기(500)는 저온의 냉각수를 이용하여 유동시켜 상기 열분해가스를 응축된 가스로 응축시키고, 응축되지 않은 비응축성 가스는 별도의 가스 정화기(510)를 통과시켜 대기중으로 방출한다.

그리고, 상기에 언급한 제4 가열실(350)에서 발생된 잔류 가스 역시 상기 가스 정화기로 통과되도록 하여 대기중으로 방출한다.

상기 가스 냉각기(500)를 경유하는 열분해가스는 응축되어 응축가스를 전환되며, 이렇게 전환된 응축가스를 조성분리기(600)를 통과시켜 조성 분리하여 액화 연료를 생성되도록 한다.

이후, 열분해가스가 상태 변화되어 만들어진 액화 연료는 산업 분야에 널리 이용할 수 있는데, 본 발명에서는 터빈 등의 발전기(700)를 구동시킬 수 있도록 구성한다.

상기와 같이, 발전기(700)를 구동할 수 있는 연료로 재활용함으로써, 이 발전기(700)에서 생성된 전기를 다시 제2,제3,제4,제5 가열실(320)(330)(340)(350) 및 냉각실(360)의 내부 온도를 유지하는 전기히터로 공급할 수 있는 전원공급원으로도 사용할 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 폐기물 탄화처리장치에 따르면, 전기에너지를 이용하여 공정별 최적 운전조건을 유지하고, 무산소 열분해 방식으로 CO₂,다이옥신의 발생을 극소화하며, SO_X,NO_X, 비산재, 바닥재의 발생을 억제하며, 무산소 간접 가열 열분해로 금속산화를 방지하여 유용한 금속의 회수가 가능하며, 공정별 온도가 각기 다른 분리된 반응실을 구비함으로써 에너지 절약 효과를 달성하며, 불활성가스인 질소 가스를 무산소 상태로 환원함으로써 안정성을 확보할 수 있도록 하며, 열분해 가스의 냉각에 따른 액화 연료의 회수가 가능하게 된다.

Claims

외부에서 내부로 투입된 폐기물을 외부로부터 공급되는 질소가스를 이용하여 탄소화시켜 배출하는 탄소화실(300)과;

상기 탄소화실(300)의 내부로 질소가스를 공급하는 질소가스 공급수단(400)과;

상기 탄소화실(300)로부터 발생되는 열분해 가스를 냉각시켜주는 가스 냉각기(500)와;

상기 가스 냉각기(500)에서 발생된 응축 가스를 조성 분리하여 액화연료로 만들어주는 조성분리기(600)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐기물 탄화처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 탄소화실(300)은,

외부 공기와 차단하는 예비실(310)과;

상기 예비실(310)과 인접하여 연속되게 형성되며, 내부가 소정 온도로 유지되는 제1,제2,제3,제4 가열실(320)(330)(340)(350) 및 냉각실(360)로 이루어지며,

상기 제1 가열실(320)의 내부 온도는 150℃이며,

상기 제2 가열실(330)의 내부 온도는 300℃이며,

상기 제3 가열실(340)의 내부 온도는 450℃이며,

상기 제4 가열실(350)의 내부 온도는 450℃이며,

상기 냉각실(360)의 내부 온도는 50℃인 것을 특징으로 하는 폐기물 탄화처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 조성분리기(600)에서 분리된 액화 연료로 구동되어 전기에너지를 발생시키는 발전기(700)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 폐기물 탄화처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 질소가스 공급수단(400)은,

질소 가스를 발생시키는 질소가스 발생기(410)와,

상기 질소가스 발생기(410)로부터 발생된 질소가스가 다수의 상기 탄소화실(300)로 분기 공급되도록 하는 질소가스 공급 파이프(420)로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐기물 탄화처리장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제1,제2,제3,제4 가열실(330)(340)(350)(360)은 전기히터에 의해 그 내부의 온도가 유지되는 것을 특징으로 하는 폐기물 탄화처리장치.
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