KR100747047B1 - 음식물 쓰레기 처리장치 - Google Patents

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조화현
이중원
이석전
이강선
박해영
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주식회사 두림코리아
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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다. 본 발명은 본 발명은 건조된 음식물 쓰레기의 파쇄물 또는 분쇄물이 연소되는 반응로; 상기 반응로에서 음식물 쓰레기 연소시 발생하는 기체를 흡수하여 기체와 액체로 분리하는 흡수액이 내부에 수용되어 있는 기액분리기; 상기 기액분리기에서 분리되어 이송된 기체를 냉각하는 냉각기; 및 상기 냉각기에서 냉각되어 이송된 기체를 정화시키는 정화기;를 포함하는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치에 의하면, 반응로, 기액분리기, 냉각기 및 기체 정화장치를 설치함으로써, 건조된 음식물 쓰레기 연소시 발생하는 기체를 정화시킬 수 있으므로 음식물 쓰레기 처리시 발생하는 환경오염 문제를 미연에 방지할 수 있다.
반응로, 기액분리기, 냉각기, 기체정화기, 기체압축기, 기체압축탱크, 연소반응, 음식물 쓰레기

Description

음식물 쓰레기 처리장치{FOOD WASTE DISPOSAL EQUIPMENT}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 개략적 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 처리장치의 반응로 전단에 설치된 이송라인에 대한 개략적 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기처리장치에 채용된 반응로의 개략적 구성도.
도 4는 도 3에 도시된 반응로 내부에 설치된 회전상판, 회전하판 및 고정판이 쉐프트에 결합된 상태를 나타낸 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10; 투입호퍼 20, 60; 이송관
21, 63; 이송 스크류 23; 가열수단
25; 보온층 30, 67; 압출성형기
40; 반응로 41; 투입구
43; 잔재 수용기 45, 79, 99; 기체 배출구
47; 내화벽돌 50; 회전상판
50a, 51a, 53a; 휠 살 51; 회전하판
53; 고정판 55; 쉐프트
57; 점화장치 58, 93, 98; 관찰투시경
65; 황토액 공급장치 69; 커터
70; 기액분리기 73, 91; 분배노즐
76; 흡수액 공급장치 77; 액위계측기
80; 냉각기 81; 냉각수단
83; 냉각수 유입구 85; 냉각수 유출구
90; 기체 정화기 96; 잔재 포집기
97; 잔재배출라인 100; 기체 압축기
110; 기체저장탱크 120; 수도
122; 가이드레일 130; 기체 압축탱크
본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기에 의한 환경오염을 최소화하고 음식물 쓰레기 소각시 발생하는 기체를 자원으로 재활용할 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 우리 나라 사람들은 수분이 많이 포함된 탕, 국과 같은 음식물을 선호하므로 외국의 음식물 쓰레기에 함유된 수분이 약 60% 인 것과 달리 우리 나라의 음식물 쓰레기에는 약 85% 정도의 수분이 함유되어 있다. 따라서 음식물 쓰레 기를 탈수처리하더라도 약 5% 이상 감량처리하기가 곤란하여서 음식물 쓰레기를 처리하는 데 많은 어려움이 겪고 있다.
종래의 음식물 쓰레기 처리장치는 대부분 음식물 쓰레기를 건조한 후 파쇄하거나 분쇄하여 매립 또는 소각하는 방식을 채택하였는 바, 이와 같은 음식물 쓰레기 처리장치에 의하면 다음과 같은 문제점이 발생한다.
즉, 음식물 쓰레기를 대량으로 연속 처리하기 어려울 뿐만 아니라 음식물 쓰레기를 매립 또는 소각시 수질오염, 토양오염 또는 공해 등의 2차적인 환경오염문제가 발생한다.
또한, 종래에는 음식물 쓰레기를 사료나 퇴비로 재활용하기도 하였으나 우리 나라 음식물에는 염분이 다량 함유되어 있어 음식물 쓰레기를 퇴비나 사료로 재활용하는 데는 한계가 있으므로 음식물 쓰레기의 재활용 정도가 미미한 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 파쇄 또는 분쇄된 건조 음식물 쓰레기를 반응로에서 연소시킨 후 기액분리기, 냉각기 및 기체 정화장치를 경유하여 정화시킴으로써, 음식물 쓰레기 처리시 발생하는 연기 등으로 공기가 오염되거나 음식물 쓰레기로 인해 수질, 토양 등이 오염되는 것을 방지할 수 있는 환경친화적인 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 반응로에서 연소된 후 생성되는 잔재를 황토액과 혼 합하여 목탄을 제조하고, 기체 정화장치 후단에 기체압축기, 기체정화장치 및 기체압축탱크를 더 설치함으로써, 정화된 기체를 압축저장하여 가정이나 공장 등에 에너지원으로 공급할 수 있는 자원 재활원이 가능한 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 반응로의 전단에 밀봉된 이송라인을 설치함으로써, 대량의 음식물을 연속적으로 처리할 수 있고, 투입호퍼를 통해 반응로에 투입되는 음식물 쓰레기량을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 반응로에 음식물 쓰레기 투입시 산소나 공기가 유입되는 것을 최소화할 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 이송라인을 따라 파쇄 또는 분쇄된 음식물 쓰레기가 이송되는 동안 가열수단을 통해 가열하고, 가열수단을 통해 건조된 음식물 쓰레기를 압출기에 의해 압출성형함으로써 반응로에서 연소반응이 보다 잘 진행될 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 건조된 음식물 쓰레기의 파쇄물 또는 분쇄물이 연소되는 반응로; 상기 반응로에서 음식물 쓰레기 연소시 발생하는 기체를 흡수하여 기체와 액체로 분리하는 흡수액이 내부에 수용되어 있는 기액분리기; 상기 기액분리기에서 분리되어 이송된 기체를 냉각하는 냉각기; 및 상기 냉각기에서 냉각되어 이송된 기체를 정화시키는 정화기;를 포함하는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공한다.
바람직하게는, 본 발명은 상기 정화기에서 정화되어 이송된 기체를 압축하는 기체 압축기; 상기 기체 압축기에서 배출된 기체를 저장하는 기체 저장장치; 및 상기 기체 저장장치에서 이송된 기체를 압축하여 저장하는 기체압축탱크;를 더 포함한다.
이때, 상기 건조된 음식물 쓰레기의 파쇄물 또는 분쇄물을 혼합·이송하는 이송라인이 반응로의 전단에 더 구비되는 것이 바람직하며, 상기 이송라인은 이송관, 상기 이송관 내부에 구비된 이송 스크류, 및 상기 이송관 외부에 구비된 가열수단을 포함한다.
또한, 상기 이송라인과 상기 반응로 사이에 압출성형기가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 반응로의 내부에는, 상기 반응로의 상부로부터 회전상판, 회전하판 및 고정판이 상호 이격되어 차례대로 상기 반응로의 내벽에 밀착설치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 회전상판, 회전하판 및 고정판은 휠 형상으로서 다수의 날개가 구비되는 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 상기 회전상판 및 상기 회전하판의 회전 중심축이 되는 쉐프트가 상기 회전상판, 상기 회전하판 및 상기 고정판을 관통하여 설치되고, 상기 쉐프트는 모터 회전축과 연동하는 회전기어와 연동하여 회전한다.
한편, 바람직하게는 상기 회전상판의 하단으로 열을 전달하는 점화장치가 더 구비된다.
또한, 바람직하게는 상기 반응로에는 기체배출구가 형성되고, 상기 반응로의 하단에는 연소 반응 생성물의 잔재가 포집되는 잔재 수용기가 구비된다.
여기서, 바람직하게는 상기 잔재 수용기는 잔재배출수단과 연결되고, 상기 잔재배출수단은 잔재 이송관; 상기 잔재 이송관의 내부에 설치되어 상기 잔재 수용기로부터 공급되는 잔재를 혼합·이동시키는 잔재 이송스크류; 상기 잔재 이송관으로 황토액을 공급하는 황토액 공급장치; 상기 잔재 이송관의 말단에 구비되어 잔재와 황토액 혼합반죽을 압출성형하는 압출성형기; 및 상기 압출성형기의 말단에 설치된 커터;를 포함한다.
한편, 상기 기액분리기 내부의 흡수액은 탄소암모니아 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기액분리기 내부에는 유입된 기체를 상기 흡수액 중으로 분사하는 원뿔형의 분배노즐이 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 기체정화기 내부에는, 유입된 냉각기체를 분사하는 원뿔형의 분배노즐; 상기 분배노즐을 통해 분배된 기체를 정화시키는 필터링 장치; 및 상기 필터릴 장치를 경유하면서 생성되는 잔재를 포집하는 잔재 포집기;가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 바람직하게는 상기 기체 저장장치는, 액체가 수용된 수조; 상기 수조의 측벽에 설치된 가이드레일; 및 상기 수조의 내부에 설치되어 유입된 기체를 압축하는 한편, 상기 가이드레일을 따라 승하강하는 기체저장탱크;를 포함한다.
이와 같은 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치에 의하면 건조된 음식물의 무 단 폐기나 음식물 쓰레기 매각으로 인한 환경오염문제를 방지할 수 있으며, 음식물 쓰레기 연소 후 생성되는 잔재 및 가연기체 등을 에너지로 재활용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 개략적 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 처리장치의 반응로 전단에 설치된 이송라인에 대한 개략적 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기처리장치에 채용된 반응로의 개략적 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 반응로 내부에 설치된 회전상판, 회전하판 및 고정판이 쉐프트에 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치는 크게 이송관(20)을 포함한 이송라인, 반응로(40), 기액분리기(70), 냉각기(80), 기체 정화기(90), 기체 압축기(100), 기체 저장장치(110,120) 및 기체 압축탱크(130)를 포함하여 구성된다.
건조된 음식물 쓰레기는 반응로(40) 전단에 설치된 투입호퍼(10)로 투입된 후 이송라인을 통해 반응로(40)로 이송된다.
여기서 이송라인은, 도 2에 도시된 바와 같이 이송관(20) 및 이송관(20) 내부에 설치된 이송 스크류(21)를 포함하며, 이송 스크류(21)가 회전축(22)에 연결된 모터(M)에 의해 회전구동함에 따라 이송관 내부의 음식물 쓰레기가 반응로(40)로 이송된다.
이송라인을 통해 이송되는 음식물 쓰레기가 건조된 것이기는 하지만, 음식물 쓰레기에는 여전히 소량의 수분이 함유되어 있다. 따라서 이송라인을 통해 공급되는 음식물 쓰레기를 가열하여 건조시킨 후 반응로(40)에 공급하면 보다 효율적으로 음식물 쓰레기를 연소(소각)시킬 수 있다.
이때, 이송라인으로 열을 공급하기 위해 이송관(20)의 외부에 히터와 같은 가열수단(23)을 설치하고 가열수단의 외부에 보온층(25)을 형성시켜 이송관(20)의 온도가 약 250℃~300℃ 정도를 유지하도록 한다.
이송관(20)을 통과하면서 건조된 음식물 쓰레기에는 여전히 소량의 수분이 함유되어 있으며, 이는 압출성형기(30)를 통과하면서 소정 형상의 성형품으로 성형된다.
이때, 압출성형기(30)를 통과하면서 성형된 음식물 쓰레기의 성형품은 압출성형기(30) 후단의 반응로(40)에 투입되어 연소되므로, 성형품이 반응로(40)에서 보다 잘 연소될 수 있도록 성형하는 것이 중요하다.
예컨대, 내경이 30mm, 외경이 70mm인 압출성형기(30)에 음식물 쓰레기를 투입하면 중앙부가 통공된 성형품을 생산할 수 있으며, 중앙부가 통공된 성형품은 반응로(40)에서 보다 활발하게 연소하게 된다.
이와 같이 이송라인을 통과한 음식물 쓰레기가 반응로(40)에 투입되기 전에 먼저 압출성형기(30)를 통과하여 성형되면 성형품 자체에 기화공간이 형성되어 보다 양호한 연소 분위기를 조성할 수 있으며, 보다 짧은 시간 안에 음식물을 소각(연소)시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서는 이송라인, 압출성형기(30) 및 반응로(40)를 밀봉처리하 는데, 이는 반응로에 공기가 과량 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 반응로(40)에 공기가 과량 유입되면 질소에 의해 가연기체의 발열량이 저하되고, 과량의 산소에 의해 완전 연소가 진행되므로 음식물 쓰레기의 잔재를 에너지원으로 재활용할 수 없다. 따라서 이송라인, 압출성형기 및 반응로를 밀봉처리할 필요가 있다.
즉, 반응로 (40) 내에서 연소반응 진행시 발열량이 저하되는 것을 방지하고, 음식물 쓰레기가 완전 연소되는 것을 방지하기 위하여 밀봉된 이송라인을 반응로(40)의 전단에 설치하여 산소부족 조건하에서 반응로(40)가 운전될 수 있도록 하는 하는 것이 바람직하다.
한편, 반응로(40) 내부에 투입된 음식물 쓰레기의 성형품이 산소부족 조건하에서도 잘 연소될 수 있도록 질산칼륨(KNO3)과 같은 고체 산화제를 음식물 쓰레기에 혼입하여 반응로(40)에 공급하는 것이 바람직하다.
반응로(40)에는 점화장치(57)를 통해 불꽃이 계속 공급되고 있으므로, 고체 산화제가 혼입된 음식물 쓰레기 성형품을 반응로(40)에 투입하면, 고체 산화제 자체에서 산화반응이 진행되고 음식물 쓰레기 성형품은 불완전하게 연소된다.
따라서 음식물 쓰레기의 불완전 연소시 발생하는 다량의 가연기체를 배출시켜 에너지원으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 연소 생성물인 잔재로 목탄 등을 제조하여 에너지원으로 활용할 수 있다.
한편, 반응로 전단에 이송라인을 설치함으로써, 음식물 쓰레기를 반응로(40)에 연속적으로 공급할 수 있어 음식물 쓰레기를 보다 짧은 시간 안에 대량 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 투입호퍼(10)를 통해 공급되는 음식물 쓰레기의 양을 조절할 수 있으므로 반응로(40)에 적절한 양의 음식물 쓰레기를 공급할 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여 반응로의 구조에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치에 채용된 반응로의 개략적 구성도이다.
반응로(40) 내부에는 휠 형상의 회전상판(50), 회전하판(51) 및 고정판(53)이 상부로부터 차례대로 설치되며, 이들 회전상판(50), 회전하판(51) 및 고정판(53)은 반응로(40)의 내벽에 밀착설치되고, 연소반응시 공급되는 열에 의해 반응로(40)가 손상되는 것을 방지하기 위해 반응로(40)의 내측벽면에 내화벽돌(47)이 설치된다.
회전상판(50), 회전하판(51) 및 고정판(53)은 하나의 쉐프트(55)로 연결되며, 모터가 회전기어(미도시)를 회전시키면 이와 연동하는 쉐프트(55)가 회전하면서 회전상판(50) 및 회전하판(51)을 회전시키게 된다.
도 4를 참조하면, 회전상판(50), 회전하판(51) 및 고정판(53)에는 다수개의 날개(50a, 51a)가 구비된다.
이때, 회전상판(50) 및 회전하판(51)을 매우 빠른 속도로 회전시키면 회전상판(50)에 낙하된 압출성형품은 다수의 날개(50a)와 부딪치면서 부서지고, 회전상판(50) 하부에서 공급되는 불꽃에 의해 충분히 연소된 후 회전하판(51)으로 낙하하게 된다.
회전하판(51)에도 다수의 날개(51a)가 구비되어 있으므로, 회전하판(51)이 매우 빠르게 회전하는 한 회전상판(50)에서 낙하한 압출성형품이 회전하판(51)의 회전날개(51a)와 부딪치면서 더욱 잘게 부서지게 된다. 뿐만 아니라, 연소중이던 압출성형품은 회전하판(51)에서 계속 연소하게 된다.
여기서, 회전상판(50) 및 회전하판(51)의 회전속도는 이들과 쉐프트(55)로 연결된 모터(M)의 회전축 회전속도에 좌우된다.
한편, 고정판(53)은 쉐프트(55)를 고정지지하기 위한 것으로서, 반응로의 내벽에 고정설치된다. 고정판(53)에도 다수의 날개(53a)가 구비되어 있지만, 고정판(53)은 회전하지 아니하므로 회전하판(51)에서 낙하한 압출성형품의 연소 잔재는 그대로 고정판의 날개(53a) 사이를 통과하게 된다.
한편, 도 3을 참조해보면 회전상판(50)에 낙하하는 음식물 쓰레기의 압출성형품을 연소시키기 위해 반응로의 일측에 점화장치가(57)가 구비된다. 점화장치(57)를 통해 회전상판(50) 하단으로부터 불꽃(열)을 공급하면 회전상판(50) 상부에 낙하된 압출 성형품이 열을 받아 연소하거나 회전상판의 날개(50a) 사이로 공급되는 불꽃에 의해 연소하게 된다.
여기서, 점화장치(57)에 의해 불꽃(열)을 공급하면 반응로의 온도가 상승하게 되는데, 바람직하게는 반응로(40)의 온도가 약 500℃~700℃를 유지하도록 점화장치(57)를 적절하게 가동시킨다.
이때, 상기 점화장치(57)는 전기 점화장치 또는 별도의 라인에 의한 가스 점화장치이며, 반응로(40)에는 점화장치(57)를 통해 불꽃이 제대로 점화되고 있는지 여부 및 연소반응의 진행여부 등을 관찰하기 위한 관찰투시경(58)이 설치될 수 있 다.
한편, 회전상판(50), 회전하판(51) 및 고정판(53)을 통과한 잔재는 반응로 하단의 수용기(43)에 포집되며, 포집된 잔재는 잔재 수용기(43) 하단의 잔재배출수단을 통해 배출된다.
여기서, 잔재배출수단은 잔재 수용기(43)에서 이송되어 온 잔재를 혼합하면서 회전 이동시키는 잔재 이송스크류(63), 잔재 이송스크류(63)가 내부에 설치된 잔재 이송관(60)으로 구성된다. 여기서, 잔재 이송스크류(63)는 회전축에 연결된 모터(M)에 의해 회전구동된다.
이때, 생성된 잔재를 외부로 배출하여 폐기하면 2차적인 환경오염 문제를 유발시킬 수 있으므로 이를 에너지원으로 재활용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 잔재를 재활용하기 위해 잔재배출수단에 황토액 공급장치(65), 압출성형기(67) 및 컷터((cutter;69)를 더 구비하여 목탄을 제조할 수 있다.
즉, 잔재 이송관(60)을 통해 이송중인 잔재에 황토액 공급장치(65)를 통해 황토액을 공급하면, 수분이 거의 없는 잔재가 황토액과 혼합반죽되어 압출성형기(67)에 공급되고, 혼합반죽이 압출성형기(67)를 통과하면 중앙부가 통공된 성형품으로 배출된다. 그리고, 압출성형기(67) 후단에 구비된 커터(69)로 압출성형기(67)에서 배출되는 성형품을 적절하게 커팅하면 에너지원인 목탄을 제조할 수 있게 된다.
한편, 반응로(40)에서 압출성형품이 연소되는 동안 이산화탄소, 일산화탄소, 수증기 등과 같은 기체가 발생하게 되는데, 반응로(40) 내부의 기체 압력이 지나치 게 커지면 반응로(40)가 폭발할 수 있으므로, 반응로(40) 내부의 압력을 관찰하기 위해 반응로(40) 일측에 압력계(59)가 설치된다.
반응로(40)에서 압출성형품의 연소반응에 의해 발생하는 기체는 반응로(40)에 형성된 기체 배출구(45)를 통해 배출되어 기액분리기(70)에 유입되며, 이 과정에서 관로(管潞)현상에 의해 기체의 일부가 액화된다.
따라서 기액분리기(70)에는 액체와 기체의 혼합물이 유입되며, 이들은 기액분리기(70) 내부에 저장되어 있는 흡수액(75) 중으로 분배노즐을 통해 분사된다. 이때, 유입된 액체 및 기체의 혼합물은 원뿔형의 분배노즐(73)을 통해 흡수액(75)중으로 분사되며, 흡수액(75)은 탄소암모니아 성분으로서 액체 및 각종 이물질을 흡수하는 용액이면 사용가능한다.
여기서, 하단이 넓어지는 원뿔형의 분배노즐(73)을 흡수액 중에 설치함으로써, 분배노즐(73)을 통해 분사되는 기체 혼합물을 흡수액(75)에 충분히 접촉시킬 수 있어 기체와 액체의 분리를 촉진시킬 수 있다.
상기 흡수액(75)은 반드시 탄소암모니아 성분일 필요는 없으며 끈적끈적한 타르 성분이나 액체 등을 잘 흡수할 수 있으면 족하므로, 흡수액의 성분 등에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 않는다.
상기 흡수액(75)은 흡수액 공급장치(76)를 통해 공급된다. 이때, 기액분리기(70) 내의 흡수액(75)의 수위를 관찰하기 위해 기액분리기(70)의 일측에 흡수액 수위 관찰경을 구비하거나 수위 관찰구를 형성시키는 것이 바람직하다.
흡수액(75)이 일정 기간 동안 지속적으로 이물질이나 액체 등을 흡수하여 수 위가 상승하면 액위계측기(77)의 작동에 의해 자동으로 흡수액(75)과 피흡수된 액체 등은 기액분리기(70)의 외부로 배출된다. 이때, 배출된 흡수액은 정화된 후 재사용할 수 있고, 피흡수액은 분리 후 액체 연료로 사용할 수 있다.
흡수액에 흡수되지 않는 순수 기체는 기액분리기(70) 상단에 형성된 기체 배출구를 통해 냉각기(80)로 유입된다.
냉각기(80)에는 일종의 라디에이터와 같은 냉각수단(81)이 구비되어 있으며, 냉각수 유입구(83)를 통해 들어온 냉각수는 냉각기(83)에 유입된 기체를 냉각시킨 후 냉각수 유출구(85)를 통해 배출된다. 여기서, 냉각기(80)는 온도가 상온 20℃를 초과하지 않도록 운전되는 것이 바람직하다.
냉각기(80)에서 냉각된 기체는 기체 정화기(90) 내부로 유입되며, 기체 정화기(90) 내부에 설치된 원뿔형의 분배노즐(91)을 통해 냉각 기체가 기체 정화기(90) 내부로 분사된다.
기체 정화기(90)로 유입된 기체는 필터링 장치(95)를 거치면서 악취나 황합물(H2S, HS, CS 등), 메르캅탄(mercaptan), 알데하이드 등 유해물질이 제거된다.
상기 필터링 장치(95)는 구멍이 형성되어 있는 그물판으로 콘크리트, 고무, 플라스틱 등이 혼입된 입상 또는 섬유상의 재료층과 알루미늄 망사로 형성되어 있다.
필터링 장치(95)를 통과한 기체는 기체 정화기(90)에 형성된 기체 배출구(99)를 통해 후단의 기체압축기(100)로 유입되고, 정화과정에서 발생하는 잡티 등은 잔재 포집기(96)에 포집된 후 잔재배출구(97)를 통해 배출된다.
이때, 기체 정화기 내의 분배노즐(91)을 통해 기체가 원활하게 공급되고 있는지 여부를 확인하기 위한 제 1관찰투시경(93), 및 낙하하는 잔재나 잔재 포집기(96) 또는 비등점이 낮은 조분이 기체 정화장치(90)에 유입되어 정화되는 과정에서 생성되는 액체 등을 관찰하기 위한 제 2관찰 투시경(98)이 냉각기(80)에 구비된다.
기체 정화기(90)에서 정화된 기체는 기체 정화기(90) 상단에 형성된 기체 배출구(99)를 통해 배출되어 기체압축기(100)로 유입된 후 압축된다.
기체압축기(100)에서 압축된 기체는 다시 기체 저장장치(110,120)로 공급된다.
상기 기체 저장장치(110,120)는, 가이드레일(122)이 설치되어 있고, 물을 수용할 수 있는 수조(120) 및 수조(120)의 내부에 설치되어 기체압축기(100)에서 배출된 기체를 저장하며 부력에 의해 가이드레일(122)을 따라 승하강하는 기체저장탱크(110)를 포함하여 이루어진다.
기체저장탱크(110)는 수조(120) 속에 설치되어 내부로 기체가 유입되면 부력에 의해 수조의 가이드 레일(122)을 따라 상승하게 되며, 기설정된 기압 이상이 되면 기체저장탱크(110) 내부의 기체는 후단의 기체 압축탱크(130)로 이송된다.
그리고 기체 압축탱크(130)에 저장된 압축기체는 가정이나 공장 등에 연료(LPG)로 공급된다.
상기 수조(120)에 구비된 가이드레일(122)은 기체저장탱크(110) 내의 기압이 일정 기압 이상되면 기계적 인터록을 걸어 음식물 쓰레기 처리장치의 운전이 중단되도록 설계하는 것이 바람직하다.
즉, 기체저장탱크(110)로 기체가 유입되면 기체저장탱크(110)가 부력을 받아 상승하게 되는데, 기체저장탱크(110)에 너무 많은 양의 기체가 유입되면 기체저장탱크(110)가 폭발할 위험이 있으므로 이를 미연에 방지하기 위해 가이드레일(122)이 설치된 수조(120) 속에 기체저장탱크(110)를 설치한 것이다.
이상에서는 도면과 명세서에 최적 실시예를 개시하였다. 여기서는 설명을 위해 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 한다.
본 발명에 의하면, 반응로, 기액분리기, 냉각기 및 기체 정화장치를 설치함으로써, 건조된 음식물 쓰레기 연소시 발생하는 기체를 정화시킬 수 있으므로, 음식물 쓰레기 처리로 인한 환경오염문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 기체 정화장치 후단에 기체압축기, 기체정화장치 및 기체압축탱크를 더 설치함으로써, 정화된 기체를 압축저장하여 가정이나 공장 등에 에너지를 공급할 수 있으므로, 음식물 쓰레기를 이용하여 에너지를 생산할 수 있 다.
뿐만 아니라, 본 발명에 의하면 반응로의 전단에 밀봉된 이송라인을 설치함으로써, 반응로에 연속적으로 음식물 쓰레기를 투입할 수 있고, 공급호퍼를 통해 반응로에 투입되는 음식물 쓰레기량을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 반응로에 음식물 쓰레기 투입시 산소나 공기가 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 이송라인을 따라 파쇄 또는 분쇄된 음식물 쓰레기가 이송되는 동안 가열수단을 통해 가열하고, 가열수단을 통해 건조된 음식물 쓰레기를 압출기에 의해 중앙부가 중공되도록 압출성형함으로써, 양호한 연소 분위기를 조성하여 보다 빠른 시간 내에 연소반응을 유도할 수 있으므로, 음식물 쓰레기를 처리하는 시간을 대폭 단축시킬 수 있고, 반응로 운전에 소요되는 시간 및 전력을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 반응로에서 연소된 후 생성되는 잔재를 매립하거나 외부로 무단 방출하는 것이 아니라 황토액과 혼합하여 목탄을 제조함으로써 잔재 매립으로 인한 2차적 환경오염문제를 방지함과 동시에 에너지원으로 재활용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 건조된 음식물 쓰레기의 파쇄물 또는 분쇄물이 연소되는 반응로;
    상기 반응로에서 음식물 쓰레기 연소시 발생하는 기체를 흡수하여 기체와 액체로 분리하는 흡수액이 내부에 수용되어 있는 기액분리기;
    상기 기액분리기에서 분리되어 이송된 기체를 냉각하는 냉각기; 및
    상기 냉각기에서 냉각되어 이송된 기체를 정화시키는 정화기;
    를 포함하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정화기에서 정화되어 이송된 기체를 압축하는 기체 압축기;
    상기 기체 압축기에서 배출된 기체를 저장하는 기체 저장장치; 및
    상기 기체 저장장치에서 이송된 기체를 압축하여 저장하는 기체압축탱크;
    를 더 포함하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 건조된 음식물 쓰레기의 파쇄물 또는 분쇄물을 혼합·이송하는 이송라인이 반응로의 전단에 더 구비되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이송라인은,
    이송관, 상기 이송관 내부에 구비된 이송 스크류, 및 상기 이송관 외부에 구비된 가열수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 이송라인과 상기 반응로 사이에 압출성형기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반응로의 내부에는,
    상기 반응로의 상부로부터 회전상판, 회전하판 및 고정판이 상호 이격되어 차례대로 상기 반응로의 내벽에 밀착설치되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전상판, 회전하판 및 고정판은 휠 형상으로서 다수의 날개가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  8. 제 8 항에 있어서,
    상기 회전상판 및 상기 회전하판의 회전 중심축이 되는 쉐프트가 상기 회전 상판, 상기 회전하판 및 상기 고정판을 관통하여 설치되고,
    상기 쉐프트는 모터 회전축과 연동하는 회전기어와 연동하여 회전하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전상판의 하단으로 열을 전달하는 점화장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반응로에는 기체배출구가 형성되고,
    상기 반응로의 하단에는 연소 반응 생성물의 잔재가 포집되는 잔재 수용기가 구비되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 잔재 수용기는 잔재배출수단과 연결되고,
    상기 잔재배출수단은,
    잔재 이송관;
    상기 잔재 이송관의 내부에 설치되어 상기 잔재 수용기로부터 공급되는 잔재를 혼합·이동시키는 잔재 이송스크류;
    상기 잔재 이송관으로 황토액을 공급하는 황토액 공급장치;
    상기 잔재 이송관의 말단에 구비되어 잔재와 황토액 혼합반죽을 압출성형하는 압출성형기; 및
    상기 압출성형기의 말단에 설치된 커터;
    를 포함하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 흡수액은 탄소암모니아 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기액분리기 내부에는,
    유입된 기체를 상기 흡수액 중으로 분사하는 원뿔형의 분배노즐이 구비되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기체정화기 내부에는,
    유입된 냉각기체를 분사하는 원뿔형의 분배노즐;
    상기 분배노즐을 통해 분배된 기체를 정화시키는 필터링 장치; 및
    상기 필터릴 장치를 경유하면서 생성되는 잔재를 포집하는 잔재 포집기;
    가 설치되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 기체 저장장치는,
    액체가 수용된 수조;
    상기 수조의 측벽에 설치된 가이드레일; 및
    상기 수조의 내부에 설치되어 유입된 기체를 압축하는 한편, 상기 가이드레일을 따라 승하강하는 기체저장탱크;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
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