KR100768485B1

KR100768485B1 - 미처리된 폐기물의 건조 탄화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100768485B1
Application number: KR1020070007339A
Authority: KR
Inventors: 민병욱; 조병완
Original assignee: 정암환경(주)
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2007-10-18
Also published as: WO2008091042A1

Abstract

본 발명은 음식물류 폐기물, 하수, 오수, 폐수 슬러지, 농산물, 축산물, 수산물의 부산 폐기물, 가축 분뇨 등 각종 미처리된 폐기물을 밀폐상태에서 건조처리를 행하고 나서 다시 감압 상태에서 탄화처리를 행하여 보다 안정적이고도 경제적으로 미처리된 폐기물을 처리할 수 있도록 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 건조처리과정에서 생성되는 고온 다습한 내부기류를 응축과 제습과정을 거치면서 생성되는 응축수는 정화 후 외부로 배출하고 나머지의 잔류기류는 연소공기로 활용하고 탄화처리과정에서 외부공기의 투입이 없이 열분해에 의하여 순도 높은 가연성 연소가스를 생성하여 이를 연소시켜 자체 연소열에 의하여 탄화처리 및 건조처리의 열원으로 활용할 수 있도록 하여 처리과정에서 오염원이 발생되는 것을 방지하여 외부오염문제를 해결하고 처리시에 소요되는 연료비용을 절감할 수 있고, 건조처리 및 탄화처리 후에 생성되는 탄화물은 연소율이 양호한 고체연료의 형태로 제조가 이루어지고 투입되는 초기의 미처리된 폐기물의 용량에 비하여 그 체적을 크게 감량화가 가능하다.

폐기물, 건조, 탄화

Description

미처리된 폐기물의 건조 탄화 방법 및 장치{Method and apparatus for drying and carbonizing untreated waste materials}

도 1은 본 발명에 대한 개념을 순차적으로 예시한 블럭도,

도 2는 도 1에 예시한 개념에 따라 순차적으로 장치를 나타낸 계통도,

도 3은 도 2에 예시한 계통도의 내용을 구체화한 장치의 바람직한 일례로서 나타낸 일부 절결 평면도,

도 4는 도 2 및 도 3에 예시한 본 발명에 사용되는 투입저장호퍼의 요부 확대 종단면도,

도 5는 도 4의 길이 방향 종단면도,

도 6은 도 4 및 도 5에 예시한 투입저장호퍼의 요부 평면확대도,

도 7은 도 2 및 도 3에 예시한 본 발명에 사용되는 건조처리기의 배면 절결확대도,

도 8은 도 7의 다른 방향 종단면도,

도 9는 도 7 및 도 8에 예시한 건조처리기의 동력전달관계를 나타낸 개략도,

도 10은 도 2 및 도 3에 예시한 본 발명에 사용되는 탄화처리기의 배면 절결확대도,

도 11은 도 9의 다른 방향 종단면도,

도 12는 도 10 및 도 11에 예시한 탄화처리기의 동력전달관계를 나타낸 개략도,

도 13은 도 8 및 도 11에 도시한 실시예의 요부 확대도,

도 14는 도 13의 종단면도,

도 15는 도 10 및 도 11에 예시한 탄화처리기의 내부에 설치되는 연소기의 종단면도,

도 16은 도 15의 요부 확대도,

도 17은 도 7 및 도 10에 예시한 건조처리기 및 탄화처리기에 설치하여 활용되는 정량공급기의 확대도,

도 18은 도 17에 도시한 정량공급기의 외관으로서 동력전달관계를 예시한 측면도,

도 19는 도 2 및 도 3에 예시한 본 발명에 사용되는 정량배출기의 구조를 보여주는 확대도,

도 20은 도 2 및 도 3에 예시한 본 발명에 사용되는 이송기의 구조를 보여주는 확대도,

도 21은 도 2 및 도 3에 예시한 본 발명에 사용되는 응축기의 구조를 보여주는 확대단면도,

도 22은 도 21의 횡단면도,

도 23은 도 2 및 도 3에 예시한 본 발명에 사용되는 제습기의 구조를 보여주는 확대단면도,

도 24는 도 23의 횡단면도,

도 25는 도 2 및 도 3에 예시한 본 발명에 사용되는 열교환기의 구조를 보여주는 확대단면도,

도 26은 도 2 및 도 3에 예시한 본 발명에 사용되는 활성탄여과기의 구조를 보여주는 확대단면도,

도 27은 도 2 및 도 3에 예시한 본 발명에 사용되는 활성탄흡착기의 구조를 보여주는 확대단면도,

도 28은 도 27의 우측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 투입저장호퍼, 2: 건조처리기,

3: 탄화처리기, 4: 정량배출기,

5: 응축수배출라인, 6: 건조기류급송라인,

7a,7b: 1,2차 건류가스공급라인, 8a,8b: 1,2차 여열급송라인,

9: 가스배출라인, 10,28,40,44: 이송기,

20,30: 본체, 22,32: 정량공급기,

24,34: 교반이송유니트, 26,38,42: 배출구,

36: 연소기, 50: 응축기,

52: 제습기, 54: 활성탄여과기,

60: 열교환기, 90: 활성탄흡착기

일반적으로 종래에 있어서는 각종 형태의 다양한 폐기물을 처리하기 위하여 사용되는 방식은 매립하는 방식, 발효 건조처리하는 방식과 건조 또는 연소시키는 방식이 주종을 이루고 있다.

그 중 매립하는 방식은 매립지 주변을 오염시키거나 침출수나 악취 등의 발생으로 인하여 극히 제한적으로 허용되고 있는 실정이므로 폐기물을 처리하는 근본적인 해결책이 되지 못하고 있다.

또한, 발효 처리하는 방식으로서 미국특허 제6,851,845호에서와 같이 퇴비로 활용하는 방식은 퇴비로 활용할 수 있도록 하는 데엔 많은 시간과 노력이 요하고 발효 건조처리하는 과정에서 유해한 가스나 악취의 발생이 심하여 외부오염문제가 해결되기 어렵고, 염분이 다량 함유되어 있는 관계로 곧바로 퇴비로 활용하기에는 부적합한 문제가 있으며, 특히 이러한 발효 건조처리가 가능한 소재로서 미처리된 폐기물 중 이러한 발효 건조처리를 행할 수 있는 폐기물의 종류에 제한성이 있는 단점이 있다.

더욱이, 건조시키는 처리방식으로서는 열풍건조, 부상식 공기투입건조, 로타리 킬론식 건조, 마이크론 분사식 건조 등이 있으나, 이들 모두 외부 공기를 혼합하여 내부로 투입하고 내부 기류의 배기가스가 차지하는 비중이 높아 배기가스에 대한 처리가 곤란하여 배기오염을 확산시키고, 처리과정 중에 직접 외부 배기에 의하여 연료손실이 많고 건조중에 외부공기의 공급으로 인하여 건조물질이 부상된 내부기류를 흡착하지 못하여 고체연료로서 연소율이 매우 낮은 단점이 있고 별도의 외부 열원을 이용하여 건조작동을 수행하게 되므로 이에 따른 연료비용이 많이 소요되어 비경제적이며, 건조처리가 이루어진 물질의 경우에도 그 성상이 불균형을 이루어 이를 재활용하기가 어렵고 이와 같은 건조처리과정에서 발생되는 외부 오염물질은 주변 환경을 오염시키게 되어 혐오시설로 인식되는 문제점이 있다.

최근에는 이와 같은 문제점을 어느 정도 해소하기 위한 목적으로 미국특허 제7,022,293호와 같이 각종 폐기물을 무산소 내지 저산소 열분해에 의하여 탄화시키는 기술이 알려져 있으나, 이 경우에는 내열 혼합에 의한 연소방식을 채택하는 관계로 유해한 배기가스가 많이 발생하게 되고 저농도의 건류가스가 발생하여 연소율의 저하로 연료손실이 많게 되어 연료손실이 많고, 고온 열분해로 장치의 수명을 단축시키게 되고 내부에서 발생되는 건류가스를 분리하여 연소시킨다 하여도 다량의 외부공기와 혼합하여 연소가 이루어지기 때문에 유해한 연소가스의 배출이 많게 되어 대기오염의 문제가 발생하고 건조중 혼합배기로 인하여 열회수가 곤란하게 되어 연료손실이 크고 연료비가 많이 소요되게 되어 경제성이 낮아 실용화되지 못하고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 다음과 같은 목적을 가지고 연구 개발이 이루어졌다.

본 발명의 주목적은 건조처리과정에서 생성되는 고온 다습한 내부기류를 응축과 제습과정을 거치면서 생성되는 응축수는 정화 후 외부로 배출하고 나머지의 잔류기류는 연소공기로 활용하고 탄화처리과정에서 외부공기의 투입이 없는 열분해에 의하여 순도 높은 가연성 연소가스를 생성하고 이를 연소시켜 자체 연소열에 의하여 탄화처리 및 건조처리의 열원으로 활용할 수 있도록 하는 처리과정에서 오염원이 발생되는 것을 방지하여 외부오염문제를 해결하고 처리시에 소요되는 연료비용을 절감할 수 있도록 하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 건조처리 및 탄화처리 후에 생성되는 탄화물은 연소율이 양호한 고체연료의 형태로 제조가 이루어지고 투입되는 초기의 미처리된 폐기물의 용량에 비하여 그 체적을 크게 감량화할 수 있도록 하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 건조 및 탄화과정에서 사용되는 장치의 경우 복열과 다단으로 연속 설치된 원통형의 교반이송유니트를 연결 집합 구성하여 건조 및 탄화처리시 장거리 교반이송으로 충분한 체류처리시간을 확보하고 교반이송유니트의 각 열과 각 단 사이에는 예열공간을 확보하여 전체적으로 고르게 예열처리가 가능하고 교반이송유니트의 내부에는 "L"형 교반익을 갖는 이중 나선형 이송스크류를 내장시켜 보다 확실한 교반작동과 이송작동이 동시에 이루어지면서 내부스케일의 발생 방지와 열전도율의 향상과 함께 중심축과 교반익 사이 공간이 확보되어 내부 기류나 건류가스의 유동도 가능하게 하는 작동의 원활성이 확보될 수 있도록 하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 건조 및 탄화과정에서 사용되는 장치의 정량공급기는 내측 상부에 레벨게이지를 설치하여 적재량에 따라 처리물의 공급 또는 중단을 선별적으로 작동시키고, 내부 적재공간에 적재된 처리물에 의하여 건조 또는 탄화과정중 발생되는 내부압력의 분출을 방지하고 중간에는 2열 분쇄봉을 설치하여 적재된 처리물이 뭉쳐지거나 굳어지는 것을 사전에 방지하여 분쇄하강시킬 수 있고 하부엔 2열의 급송스크류를 설치하여 연속 밀폐 정량공급이 가능하도록 하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 탄화장치의 내부에 반원형 내열연소기를 설치하여 연소열기류를 공급하고 연소기류는 분산 배출되도록 하여 고른 균형적인 가열작동이 이루어지도록 하면서 집중가열부위의 발생을 사전에 방지하고 장치의 국부적인 집중 열반응에 의한 피해를 방지하고 1차적으로 탄화처리를 위한 가열과 2차적으로 건조처리를 위한 가열과 열교환기에 의한 3차적인 예열가열이 순차적으로 이루어질 수 있도록 함에 있다

본 발명의 다른 목적은 본 발명에 사용되는 이송기구는 스크류컨베어에 설치되는 날개의 외주연에 직각으로 가이더를 설치하여 이송물질의 점도에 관계없이 저속회전시에도 이송이 원활하게 이루어지고 투입저장호퍼에는 한 쌍의 급송스크류를 일렬로 설치하고 서로 내측으로 마주하는 회전방향으로서 양측의 회전방향이 다르게 작동시켜 급송되는 내용물이 중간에 걸리지 않고 이송 배출이 원활하게 이루어 지도록 하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명에 사용되는 정량배출기구는 상단에 레벨게이지를 장착하고 하부에는 배출스크류를 장착하여 레벨게이지의 감지에 따라 적절한 이송 및 배출이 이루어져 과도한 압력분출을 배제하고 점진적인 냉각 배출이 가능하도록 함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 사용되는 교반이송유니트의 각 열과 각 단의 동력전달계통을 체인 및 체인기어에 의하여 전달이 이루어지되 일렬로 일관되게 연속으로 배치하여 체인이 끊어지거나 일부 이탈하는 경우와 같이 전체를 구성하는 여러 교반이송유니트 중 어느 하나의 교반이송유니트의 작동이 중단되는 경우에는 전체 모두의 작동을 중단시켜 작동상 안정성을 확보하고 일렬 연속 회전 상호작용으로 동력전달의 간편성의 확보와 함께 동력절감은 물론 편리성의 확보가 가능하도록 하고자 함에 있다.

본 발명은 이와 같은 목적들을 달성하기 위하여 저장호퍼내에 각종 미처리된 폐기물로서 처리하고자 하는 재료를 투입하고 저장하는 재료투입저장단계; 상기 재료투입저장단계에서 저장된 재료를 건조처리기에 정량 공급하고 밀폐된 건조처리기의 내부에서 교반 이송이 이루어지면서 2차가열원에 의하여 밀폐 가열 건조가 이루어지는 정량공급건조처리단계; 상기 정량공급건조처리단계에서 건조처리가 이루어진 재료를 탄화처리기에 정량공급하고 밀폐된 탄화처리기의 내부에서 교반 이송이 이루어지면서 1차가열원에 의하여 재료의 탄화처리가 이루어지는 정량공급탄화처리 단계; 그리고 상기 정량공급탄화처리단계에서 탄화처리가 이루어진 재료를 정량배출기의 외부로 정량배출시키는 정량배출단계;를 포함하고, 상기 정량공급건조처리단계에서 밀폐된 건조처리기의 재료로부터 발생되는 내부의 고온다습한 기류는 응축 및 제습과정을 거치면서 응축수와 고온저습한 기류를 생성시키고 그 중 응축수는 활성탄여과기에 의한 정화처리 후에 외부로 배출시키는 응축수배출단계; 상기 응축수배출단계에서 생성된 고온저습한 기류는 상기 제1가열원으로 급송하고 상기 정량공급탄화처리단계에서 상기 탄화처리기 및 상기 정량배출기의 내부에서 생성되는 건류가스도 상기 제1가열원으로 급송하여 함께 연소가 이루어지면서 생성되는 열기에 의하여 상기 탄화처리기를 가열하는 1차가열단계; 상기 1차가열단계에서 사용하고 남게 되는 여열을 건조처리기로 급송하여 건조처리기를 가열하는 2차가열단계; 그리고 상기 2차가열단계에서 사용하고 남는 여열은 열교환기를 경유하여 사용한 후 활성탄흡착기에 의한 정화처리후에 외부로 배출시키는 배기가스배출단계;를 포함하여 이루어지는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 방법이 제공된다.

또한, 상기 미처리된 폐기물의 건조 탄화 방법을 수행하기 위한 구체적인 장치로서, 처리하고자 하는 미처리된 폐기물을 투입하고 교반 혼합이 이루어지며 저부에는 이송기가 설치되는 투입저장호퍼와; 일측에 상기 이송기와 연결 설치되는 정량공급기를 마련하고 본체의 내부에는 복열 및 다단으로 설치되는 교반이송유니트를 갖추어 구성되는 건조처리기와; 상기 건조처리기의 배출구와 연결 설치되는 이송기를 정량공급기와 연결 설치하여 일측에 마련하고 본체의 내측에는 복열 및 다단으로 설치되는 교반이송유니트를 갖추고 저부에는 연소기를 설치하여 구성되는 탄화처리기와; 상기 탄화처리기의 배출구와 연결 설치되는 이송기를 일측에 결합하고 배출구엔 배출이송기를 결합하고 처리된 재료를 외부로 배출시키는 정량배출기와; 상기 건조처리기의 내부로부터 발생되는 고온다습한 기류가 응축기와 제습기를 경유하면서 생성된 응축수를 활성탄여과기를 경유하여 외부로 배출시키는 응축수배출라인과; 상기 건조처리기의 내부로부터 발생되는 고온다습한 기류가 응축기와 제습기를 경유하면서 생성된 저온저습한 내부기류를 열교환기를 경유하여 상기 탄화처리기의 연소기로 급송하는 건조기류급송라인과; 상기 탄화처리기의 내부에서 탄화처리중에 생성되는 건류가스를 상기 탄화처리기의 연소기로 급송하는 1차건류가스공급라인과; 상기 정량배출기로부터 생성되는 건류가스를 상기 탄화처리기의 연소기로 급송하는 2차건류가스공급라인과; 상기 건조기류급송라인의 내부기류와 상기 1,2차건류가스공급라인의 건류가스를 혼합하여 연소시키고 상기 탄화처리기를 가열시키는 1차가열기로서의 연소기와; 상기 연소기에 의하여 상기 탄화처리기를 가열시키고 남게 되는 여열을 공급하여 상기 건조처리기를 가열시키는 2차가열기로서의 1차여열급송라인과; 상기 건조처리기를 가열시키고 남게 되는 여열을 상기 열교환기를 가열시키는 3차가열기로서의 2차여열급송라인과; 그리고 상기 열교환기를 가열한 다음에 활성탄흡착기를 경유 외부로 배출시키는 가스배출라인을 포함하여 이루어지는 미처리된 폐기물의 건조 탄화장치가 제공된다.

그리하여, 건조 및 탄화과정에서 사용되는 장치의 경우 복열과 다단으로 연속 설치된 원통형의 교반이송유니트를 연결 집합 구성하여 건조 및 탄화처리시 장거리 교반이송으로 충분한 체류처리시간을 확보하고 교반이송유니트의 각 열과 각 단 사이에는 예열공간을 확보하여 전체적으로 고르게 예열처리가 가능하고 교반이송유니트의 내부에는 "L"형 교반익을 갖는 이중 나선형 이송스크류를 내장시켜 보다 확실한 교반작동과 이송작동이 동시에 이루어지면서 내부스케일의 발생 방지와 열전도율의 향상과 함께 중심축과 교반익 사이 공간이 확보되어 내부기류나 건류가스의 유동도 가능하게 하여 여러 기능의 작동의 원활성이 확보된다.

또한, 건조 및 탄화과정에서 사용되는 장치의 정량공급기는 내측 상부에 레벨게이지를 설치하여 적재량에 따라 처리물의 공급 또는 중단을 선별적으로 작동시키고, 내부 적재공간에 적재된 처리물에 의하여 건조 또는 탄화과정중 발생되는 내부압력의 분출을 방지하고 중간에는 2열 분쇄봉을 설치하여 적재된 처리물이 뭉쳐지거나 굳어지는 것을 사전에 방지하여 분쇄하강시킬 수 있고 하부엔 2열의 급송스크류를 설치하여 연속 정량공급이 가능하게 된다.

또한, 탄화장치의 내부에 반원형 내열연소기를 설치하여 연소열기류를 공급하고 연소기류는 분산 배출되도록 하여 고른 균형적인 가열작동이 이루어지도록 하면서 집중가열부위의 발생을 사전에 방지하고 장치의 국부적인 집중 열반응에 의한 피해를 방지하고 1차적으로 탄화처리를 위한 가열과 2차적으로 건조처리를 위한 가열과 열교환기에 의한 3차적인 예열가열이 순차적으로 이루어지고, 이송기구는 스크류컨베어에 설치되는 날개의 외주연에 직각으로 가이더를 설치하여 이송물질의 점도에 관계없이 저속회전시에도 이송이 원활하게 이루어지고 투입저장호퍼에는 한 쌍의 급송스크류를 일렬로 설치하고 서로 내측으로 마주하는 회전방향으로서 양측의 회전방향이 다르게 작동시켜 급송되는 내용물이 중간에 걸리지 않고 이송 배출 이 원활하게 이루어지며, 정량배출기구는 상단에 레벨게이지를 장착하고 하부에는 배출스크류를 장착하여 레벨게이지의 감지에 따라 적절한 이송 및 배출이 이루어져 과도한 압력분출을 배제하고 점진적인 냉각 배출이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명은 건조처리과정에서 생성되는 고온 다습한 내부기류를 응축과 제습과정을 거치면서 생성되는 응축수는 정화 후 외부로 배출하고 나머지의 잔류기류는 연소공기로 활용하고 탄화처리과정에서 외부공기의 투입이 없이 열분해에 의하여 순도 높은 가연성 연소가스를 생성하여 이를 연소시켜 자체 연소열에 의하여 탄화처리 및 건조처리의 열원으로 활용할 수 있도록 하여 처리과정에서 오염원이 발생되는 것을 방지하여 외부오염문제를 해결하고 처리시에 소요되는 연료비용을 절감할 수 있으며, 건조처리 및 탄화처리 후에 생성되는 탄화물은 연소율이 양호한 고체연료의 형태로 제조가 이루어지고 투입되는 초기의 미처리된 폐기물의 용량에 비하여 그 체적을 크게 감량화할 수 있게 된다.

다음은 전술한 본 발명에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 근거로 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

우선, 바람직한 실시예로서 장치에 대하여 살펴보면, 도 1 내지 도 28에 예시한 바와 같이 공통적으로 처리하고자 하는 미처리된 폐기물을 투입하고 교반 혼합이 이루어지며 저부에는 이송기(10)가 설치되는 투입저장호퍼(1)와; 일측에 상기 이송기(10)와 연결 설치되는 정량공급기(22)를 마련하고 본체(20)의 내부에는 복열 및 다단으로 설치되는 교반이송유니트(24)를 갖추어 구성되는 건조처리기(2)와; 상기 건조처리기(2)의 배출구(26)와 연결 설치되는 이송기(28)를 정량공급기(32)와 연결 설치하여 일측에 마련하고 본체(30)의 내측에는 복열 및 다단으로 설치되는 교반이송유니트(34)를 갖추고 저부에는 연소기(36)를 설치하여 구성되는 탄화처리기(3)와; 상기 탄화처리기(3)의 배출구(38)와 연결 설치되는 이송기(40)를 일측에 결합하고 배출구(42)엔 배출이송기(44)를 결합하고 처리된 재료를 외부로 배출시키는 정량배출기(4)와; 상기 건조처리기(2)의 내부로부터 발생되는 고온다습한 기류가 응축기(50)와 제습기(52)를 경유하면서 생성된 응축수를 활성탄여과기(54)를 경유하여 외부로 배출시키는 응축수배출라인(5)과; 상기 건조처리기(2)의 내부로부터 발생되는 고온다습한 기류가 응축기(50)와 제습기(52)를 경유하면서 생성된 저온저습한 내부기류를 열교환기(60)를 경유하여 상기 탄화처리기(3)의 연소기(36)로 급송하는 건조기류급송라인(6)과; 상기 탄화처리기(3)의 내부에서 탄화처리중에 생성되는 건류가스를 상기 탄화처리기(3)의 연소기(36)로 급송하는 1차건류가스공급라인(7a)과; 상기 정량배출기(4)로부터 생성되는 건류가스를 상기 탄화처리기(3)의 연소기(36)로 급송하는 2차건류가스공급라인(7b)과; 상기 건조기류급송라인(6)의 내부기류와 상기 1,2차건류가스공급라인(7a,7b)의 건류가스를 혼합하여 연소시키고 상기 탄화처리기(3)를 가열시키는 1차가열기로서의 연소기(36)와; 상기 연소기(36)에 의하여 상기 탄화처리기(3)를 가열시키고 남게 되는 여열을 공급하여 상기 건조처리기(2)를 가열시키는 2차가열기로서의 1차여열급송라인(8a)과; 상기 건조처리기(2)를 가열시키고 남게 되는 여열을 상기 열교환기(60)를 가열시키는 3차가열기로서의 2차여열급송라인(8b)과; 그리고 상기 열교환기(60)를 가열한 다음에 활성탄흡착기(90)를 경유 외부로 배출시키는 가스배출라인(9)을 포함하여 이루어지게 된 다.

다음은 전술한 장치를 이루게 되는 각각의 구성요소에 대하여 순차적으로 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

상기 투입저장호퍼(1)는 도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 처리하고자 하는 미처리된 폐기물을 투입하고 교반 혼합이 이루어지며 저부에는 이송기(10)가 설치되는데, 상부에는 개폐문(12)이 설치되고 내부에는 폐기물을 수용하기 위한 공간이 확보되며 저부에는 구동모터(14)에 의하여 한 쌍의 급송스크류(16,18)를 병렬로 설치하고 서로 내측으로 마주하는 회전방향 및 이송방향으로서 양측의 회전방향이 다르게 작동시켜 내용물이 중간에 걸리지 않고 이송 배출이 용이하고 원활하게 구성한다.

다음, 상기 건조처리기(2)는 도 2, 도3, 도7 내지 도9에 도시한 바와 같이, 일측에 상기 이송기(10)와 연결 설치되는 정량공급기(22)를 마련하고 본체(20)의 내부에는 복열 및 다단으로 설치되는 교반이송유니트(24)를 갖추어 이들 교반이송유니트(24)가 순차적으로 지그재그 및 하향으로 급송이 가능하고 상기 교반이송유니트(24)의 상호 사이에는 열전도도가 향상되고 내부스케일의 제거가 용이하도록 하는 예열공간을 갖춘 상태로 연결구성되어지되, 상기 교반이송유니트(24)는 각각 유입구 및 배출구를 가지면서 외측의 구동모터(24g)에 의하여 체인기어(24a)를 구동시키고 이 체인기어(24a)는 체인(24h)에 의하여 다른 체인기어(24a) 및 공전체인기어(24i)를 경유하면서 전체 교반이송유니트(24)의 각 급송스크류(24b)를 순차적으로 구동시킬 수 있게 설치하여 이루어지고 상기 본체(20)의 일측 상부엔 내부기 류를 포집하여 급송하기 위한 기류포트(20a)를 마련하고 하부 일측엔 건조처리된 내용물을 배출시키기 위한 배출구(20b)를 마련하며 단열재로 감싸여진 상기 본체(20)의 내부로서 상기 교반이송유니트(24)를 제외한 나머지 빈 공간은 가열공간을 형성하도록 하여 그 구성이 이루어진다.

다음, 상기 탄화처리기(3)는 도2, 도3, 도 10 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 건조처리기(2)의 배출구(26)와 연결 설치되는 이송기(28)를 정량공급기(32)와 연결 설치하여 일측에 마련하고 본체(30)의 내측에는 복열 및 다단으로 설치되는 교반이송유니트(34)를 갖추어 이들 교반이송유니트(34)가 순차적으로 지그재그 및 하향으로 급송이 가능하고 상기 교반이송유니트(34)의 상호 사이에는 열전도도가 향상되고 내부스케일의 제거가 용이하도록 하는 예열공간을 갖춘 상태로 연결구성되고 저부에는 연소기(36)를 설치하여 구성되어지되, 상기 교반이송유니트(34)는 각각 유입구 및 배출구를 가지면서 외측의 구동모터(34g)에 의하여 체인기어(34a)를 구동시키고 이 체인기어(34a)는 체인(34h)에 의하여 다른 체인기어(34a) 및 공전체인기어(34i)를 경유하면서 전체 교반이송유니트(34)의 각 급송스크류(34b)를 순차적으로 구동시킬 수 있게 설치하여 이루어지고 상기 본체(30)의 일측 상부엔 내부기류를 포집하여 급송하기 위한 기류포트(30a)를 마련하고 하부 일측엔 건조처리된 내용물을 배출시키기 위한 배출구(30b)를 마련하며 단열재로 감싸여진 상기 본체(30)의 내부로서 상기 교반이송유니트(34)를 제외한 나머지 빈 공간은 연소기(36)에 의하여 발생되는 열기에 의하여 가열이 이루어지게 되는 가열공간을 형성하도록 하여 그 구성이 이루어진다.

이때, 도 13 및 도 14에 예시한 바와 같이 전술한 상기 교반이송유니트(24)(34)에 사용되는 급송스크류(24b)(34b)의 경우에는 이중 나선형 형태로 구성하고 중심축(24c)(34c)에 수직으로 지지봉(24d)(34d)을 일정 간격 및 각도마다 설치하고 이 지지봉(24d)(34d)에 상기 중심축(24c)(34c)과 평행으로 가이더(24e)(34e)를 스크류날개(24f)(34f)와 함께 결합 설치하여 "L"형 교반익 형태로 구성하여 교반 및 이송작동이 동시에 이루어지며 내부스케일의 발생방지와 상기 교반이송유니트(24)(34)의 외부로부터 열기에 의하여 전달되는 열전달 효율을 향상시키고 중심축(24c)(34c)과 가이더(24e)(34e) 사이에 지지봉(24d)(34d)의 간격만큼 공간이 확보되어 내부기류나 건류가스의 유동이 원활하게 이루어질 수 있게 구성된다.

또한, 도 2, 도 10, 도 11, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 상기 탄화처리기(3)의 상기 연소기(36)는 내열소재로 이루어지고 반원형 단면 형태로서 길게 형성되어 내부에 연소공간(36a)이 확보되고 길이 방향으로 다수의 배출공(36b)이 형성되며 일측에는 혼합기(36c)와 버너(36d)가 설치되어 구성되어지되, 상기 혼합기(36c)는 연소공기유입구(36e)가 형성된 내통(36f)을 건류가스유입구(36g)가 형성된 외통(36h)이 감싼 형태로 구성되어 이루어진다.

또한, 상기 건조처리기(2) 및 상기 탄화처리기(3)에 각각 설치되는 정량공급기(22)(32)는 도 2, 도 7, 도 10, 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 내측 상부에 레벨게이지(22a)(32a)를 설치하여 적재량에 따라 처리물의 공급 또는 중단을 선별적으로 작동시키고, 내부 적재공간(22b)(32b)에 적재된 처리물에 의하여 건조 또 는 탄화과정중 발생되는 내부압력의 분출을 방지하고 중간에는 2열 분쇄봉(22c)(32c)을 설치하여 적재된 처리물이 뭉쳐지거나 굳어지는 것을 사전에 방지하여 분쇄 하강시킬 수 있고 하부엔 2열의 급송스크류(22d)(32d)를 설치하되, 상기 분쇄봉(22c)(32c)과 상기 급송스크류(22d)(32d)는 외부에 설치된 구동모터(22e)(32e)에 의하여 구동이 가능하게 설치되어 연속 정량공급이 가능하도록 구성된다.

다음, 상기 정량배출기(4)는 상기 탄화처리기(3)의 배출구(38)와 연결 설치되는 이송기(40)를 일측에 결합하고 배출구(42)엔 배출이송기(44)를 결합하고 처리된 재료를 외부로 배출시키도록 이루어지되, 내측 상부에 레벨게이지(45)를 설치하여 적재량에 따라 처리물의 배출 또는 중단을 선별적으로 작동시키고, 내부 적재공간(46)에 적재된 처리물에 의하여 탄화과정중 발생되는 내부압력의 분출을 방지하고 하부엔 급송스크류(47)를 설치하되, 상기 급송스크류(47)는 외부에 설치된 구동모터(48)에 의하여 구동이 가능하게 설치되어 연속 정량배출이 가능하도록 구성된다.

전술한 이송기(10)(28)(40)(44)의 경우에는 외부에 설치된 구동모터(10a)(28a)(40a)(44a)에 의하여 구동이 가능하게 설치되어지되, 내부의 중심축(10b)(28b)(40b)(44b)에 설치되는 급송스크류날개(10c)(28c)(40c)(44c)를 외주연에 직각으로 가이더(10d)(28d)(40d)(44d)를 연속 설치하여 이송물질의 점도에 관계없이 저속회전시에도 이송이 원활하게 이루어질 수 있게 구성된다.

상기 응축수배출라인(5)은 도 2, 도 4, 도 21 내지 도 24, 도 26에 예시한 바와 같이, 상기 건조처리기(2)의 내부로부터 발생되는 고온다습한 기류가 응축기(50)와 제습기(52)를 경유하면서 생성된 응축수를 활성탄여과기(54)를 경유하여 외부로 배출시키도록 구성되는데, 그 중 상기 응축기(50)는 내부기류통과기(50a)와 이를 감싸는 형태로 구성되는 냉각수통과기(50b)가 결합되어 이루어지되, 상기 내부기류통과기(50a)는 하부로부터 상부에 이르기까지 내부기류유입부(50c)로부터 다관부(50d)를 경유하여 내부기류유출부(50e))를 경유하도록 하고 상기 내부기류유입부(50c)의 일측엔 응축수드레인(50f)이 마련되어 이루어지고, 상기 냉각수통과기(50b)는 하부에 상기 내부기류유입부(50c)를 감싸는 구조의 냉각수유입부(50g)와 상기 다관부(50d)를 감싸고 냉각수유출부(50h)를 갖춘 냉각부(50i)가 연통된 형태로 구성되어 내부에서 내부기류가 통과하면서 냉각수와 열교환이 이루어져 내부기류가 응축되는 과정에서 발생되는 응축수는 응축수드레인(50f)을 통하여 배출될 수 있게 이루어진다.

상기 제습기(52)는 내부 냉각공간(52a)을 감싼 상태로 냉각수통과부(52b)가 마련되고 상기 냉각공간(52a)의 상부에는 내부기류배출구(52c)를 형성하고 하부에는 응축수드레인(52d)을 마련하고 내측 상부는 막힌 원통형 타공망(52e)을 내부기류유입부(52f)와 연결된 상태로 세워 설치하여 구성하고, 상기 냉각수통과부(52c)엔 하부에 냉각수유입부(52g)를 형성하고 상부엔 냉각수배출부(52h)를 형성하여 내부기류가 냉각공간(52a)을 경유하는 동안 외주연을 감싼 냉각수에 의하여 열교환이 이루어져 내부기류가 응축되는 과정에서 발생되는 응축수는 응축수드레인(52d)을 통하여 배출될 수 있게 이루어진다.

다음, 활성탄여과기(54)는 내부 중간의 타공망(54a) 상부로서 최상부로부터 활성탄층(54b), 여과사층(54c), 여과자갈층(54d)이 순차적으로 적층시키고 상기 활성탄층(54b)의 상부 공간에는 응축수를 유입시켜 분산 상태로 분사시키는 응축수분사기(54e)를 설치하고 상기 타공망(54a)의 하부에는 응축수배출관(54f)을 설치하여 구성이 이루어진다.

다음, 상기 건조기류급송라인(6)은 도 2, 도 3, 도 25에 예시한 바와 같이, 상기 건조처리기(2)의 내부로부터 발생되는 고온다습한 기류가 응축기(50)와 제습기(52)를 경유하면서 생성된 저온저습한 내부기류를 열교환기(60)를 경유하여 상기 탄화처리기(3)의 연소기(36)로 급송이 이루어지도록 구성이 이루어지되, 상기 열교환기(60)는 내측에 가열기류통과부(60a)를 형성하고 이 가열기류통과부(60a)를 감싼 상태로 내부기류예열부(60b)를 형성하여 이루어지고 그 중 상기 가열기류통과부(60a)는 하부 유입부(60c), 중간 다관부(60d) 및 상부 배출부(60e)가 서로 연통되게 결합 설치되고 상기 내부기류예열부(60b)는 상기 다관부(60d)를 감싸는 구조로서 상부의 유입구(60f)와 하부의 배출구(60g)를 각각 형성하여 내부기류가 상기 내부기류예열부(60b)를 경유하는 동안 가열기류가 상기 가열기류통과부(60a)를 통과하면서 발생되는 열기를 흡수하여 상호간 열교환이 이루어져 내부기류가 예열될 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 가스배출라인(9)은 도 2, 도 3, 도 27 및 도 28에 도시한 바와 같이, 상기 열교환기(60)를 가열한 다음에 활성탄흡착기(90)를 경유 외부로 배출시키도록 구성이 이루어지되, 상기 활성탄흡착기(90)는 상부에 잔류가열기류를 유입 하는 유입부(92)를 상부에 마련하고 일측에는 배기구(94)를 마련하며 내부 여과공간(96)의 중간에는 활성탄여과기(98)를 설치하여 구성하고, 상기 활성탄여과기(98)는 상부에 투입배출구(98a)가 설치되고 하부엔 배출투입구(98b)가 각각 설치되어 이루어지게 된다.

다음은 전술한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 그 작동이 이루어지는 과정을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

전체적인 처리과정을 요약하면, 투입저장호퍼(1)내에 각종 미처리된 폐기물로서 처리하고자 하는 재료를 저장하는 재료투입저장단계; 상기 재료투입저장단계에서 저장된 재료를 건조처리기(2)에 정량 공급하고 밀폐된 건조처리기(2)의 내부에서 교반 이송이 이루어지면서 2차가열원에 의하여 밀폐 가열 건조가 이루어지는 정량공급건조처리단계; 상기 정량공급건조처리단계에서 건조처리가 이루어진 재료를 탄화처리기(3)에 정량공급하고 밀폐된 탄화처리기(3)의 내부에서 교반 이송이 이루어지면서 1차가열원에 의하여 재료의 탄화처리가 이루어지는 정량공급탄화처리단계; 그리고 상기 정량공급탄화처리단계에서 탄화처리가 이루어진 재료를 정량배출기(4)의 외부로 정량배출시키는 정량배출단계;를 포함하고, 상기 정량공급건조처리단계에서 밀폐된 건조처리기(2)의 재료로부터 발생되는 내부의 고온다습한 기류는 응축 및 제습과정을 거치면서 응축수와 고온저습한 기류를 생성시키고 그 중 응축수는 활성탄여과기(54)에 의한 정화처리 후에 외부로 배출시키는 응축수배출단계; 상기 응축수배출단계에서 생성된 고온저습한 기류는 상기 제1가열원으로 급송하고 상기 정량공급탄화처리단계에서 상기 탄화처리기(3) 및 상기 정량배출기(4)의 내부에서 생성되는 건류가스도 상기 제1가열원으로 급송하여 함께 연소가 이루어지면서 생성되는 열기에 의하여 상기 탄화처리기를 가열하는 1차가열단계; 상기 1차가열단계에서 사용하고 남게 되는 여열을 건조처리기(2)로 급송하여 건조처리기(2)를 가열하는 2차가열단계; 그리고 상기 2차가열단계에서 사용하고 남는 여열은 열교환기(60)를 경유하여 사용한 후 활성탄흡착기(90)에 의한 정화처리후에 외부로 배출시키는 배기가스배출단계;를 포함하여 이루어지게 된다.

다음은 위와 같은 각 단계별로 구분하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

재료투입저장단계

투입저장호퍼(1)내에 각종 미처리된 폐기물로서 처리하고자 하는 재료를 투입하여 저장하는 단계로서, 이는 도 2 내지 도 6에 예시한 바와 같이 음식물류 폐기물, 하수, 오수, 폐수 슬러지, 농산물, 축산물, 수산물의 부산 폐기물, 가축 분뇨 등 각종 미처리된 폐기물을 차량이나 기타 운반수단을 이용하여 투입저장호퍼(1)의 개폐문(12)을 열고 내부에 투입하여 저장하고 처리를 준비를 행하는 단계이다.

정량공급건조처리단계

상기 재료투입저장단계에서 저장된 재료를 건조처리기(2)에 정량 공급하고 밀폐된 건조처리기(2)의 내부에서 교반 이송이 이루어지면서 2차가열원에 의하여 밀폐 가열 건조가 이루어지는 단계로서, 우선 정량공급이 이루어지는 단계는 투입저장호퍼(1)에 보관되어 있던 저장된 재료를 구동모터(14)에 의하여 서로 마주하여 회전구동되는 급송스크류(16,18)에 의하여 하부에 대기하고 있던 이송기(10)로 하 향 급송하고 이와 같이 급송된 재료는 이송기(10)에 의하여 상향 및 수평방향으로 급송이 되고 정량공급기(22)를 경유하여 건조처리기(2)의 교반이송유니트(24)의 내부로 정량급송이 이루어지게 된다. 이때, 상기 이송기(10)는 외부에 설치된 구동모터(10a)에 의하여 구동되고, 내부 중심축(10b)에 설치되는 급송스크류날개(10c) 외주연에 직각으로 가이더(10d)가 연속 설치되어 이송물질의 점도에 관계없이 저속회전시에도 이송이 원활하게 이루어진다. 또한, 정량공급기(22)는 내측 상부에 레벨게이지(22a)가 설치되어 있어 재료의 적재량에 따라 처리물의 공급 또는 중단을 선별적으로 작동시키게 되고, 내부 적재공간(22b)에 적재된 처리물에 의하여 건조과정중 발생되는 내부압력의 분출을 방지하게 되고 중간에는 2열 분쇄봉(22c)을 설치하여 적재된 처리물이 공급과정에서 뭉쳐지거나 굳어지는 것을 사전에 방지하여 분쇄 하강시킬 수 있고 하부엔 구동모터(22e)에 의하여 구동되는 2열의 급송스크류(22d)를 설치하여 연속 정량공급이 가능하게 된다. 이와 같이 본체(20) 내부의 교반이송유니트(24)에 정량공급된 재료는 복열 및 다단으로 설치되는 각각의 교반이송유니트(24)에 순차적으로 지그재그 및 하향으로 각각의 급송스크류(24b)에 의하여 급송이 이루어지면서 본체(20)의 내부로서 상기 교반이송유니트(24)의 상호 사이 가열공간을 통하여 가열이 지속적으로 이루어지게 되고 본격적인 밀폐 건조작동이 이루어지게 된다. 이때, 가열되는 열원은 초기에는 버너와 같은 독립된 가열원에 의하여 가열이 이루어질 수 있으나, 후술되는 정량공급탄화처리단계가 정상적으로 본 궤도에 이르는 경우에는 이 정량공급탄화처리단계에서 고온의 가열이 이루어진 후에 남게 되는 여열을 활용하여 상대적으로 낮은 온도에서 본 건조처리단계 가 이루어지도록 행하게 된다.

정량공급탄화처리단계

상기 정량공급건조처리단계에서 건조처리가 이루어진 재료를 탄화처리기(3)에 정량공급하고 밀폐된 탄화처리기(3)의 내부에서 교반 이송이 이루어지면서 1차가열원에 의하여 재료의 탄화처리가 이루어지는 처리단계로서, 우선 정량공급이 이루어지는 단계는 건조처리기(2)에서 건조처리가 이루어진 재료를 하부에 대기하고 있던 이송기(28)로 하향 급송하고 이와 같이 급송된 재료는 이송기(28)에 의하여 상향 및 수평방향으로 급송이 되고 정량공급기(32)를 경유하여 탄화처리기(3)의 교반이송유니트(34)의 내부로 정량급송이 이루어지게 된다. 이때, 상기 이송기(28)는 외부에 설치된 구동모터(28a)에 의하여 구동되고, 내부 중심축(28b)에 설치되는 급송스크류날개(28c) 외주연에 직각으로 가이더(28d)가 연속 설치되어 이송물질의 점도에 관계없이 저속회전시에도 이송이 원활하게 이루어진다. 또한, 정량공급기(32)는 내측 상부에 레벨게이지(32a)가 설치되어 있어 재료의 적재량에 따라 처리물의 공급 또는 중단을 선별적으로 작동시키게 되고, 내부 적재공간(32b)에 적재된 처리물에 의하여 건조과정중 발생되는 내부압력의 분출을 방지하게 되고 중간에는 2열 분쇄봉(32c)을 설치하여 적재된 처리물이 공급과정에서 뭉쳐지거나 굳어지는 것을 사전에 방지하여 분쇄 하강시킬 수 있고 하부엔 구동모터(32e)에 의하여 구동되는 2열의 급송스크류(32d)를 설치하여 연속 정량공급이 가능하게 된다. 이와 같이 본체(30) 내부의 교반이송유니트(34)에 정량공급된 재료는 복열 및 다단으로 설치되는 각각의 교반이송유니트(34)에 순차적으로 지그재그 및 하향으로 각각의 급송스 크류(34b)에 의하여 급송이 이루어지면서 본체(30)의 내부로서 상기 교반이송유니트(34)의 상호 사이 가열공간을 통하여 연소기(36)에 의한 가열이 지속적으로 이루어지게 되고 본격적인 밀폐 탄화작동이 이루어지게 된다. 이때, 연소기(36)에 의하여 가열이 이루어지는 과정은 열원은 버너(36d)에 의하여 점화 및 가열이 이루어지고 혼합기(36c)로 공급되는 혼합기류로서 첫째, 연소공기유입구(36e) 및 내통(36f)을 통하여 건조처리기(2)의 정량공급건조처리단계에서 얻어지는 내부기류를 공급하고 둘째, 건류가스유입부(36g)와 외통(36h)을 통하여 탄화처리기(3)의 정량공급탄화처리단계에서 얻어지는 건류가스 및 정량배출단계의 정량배출기(4)에서 얻어지는 건류가스를 공급하여 이들 내부기류와 건류가스를 혼합한 혼합가스를 연료로 하여 이를 연소하여 가열원으로 가열이 이루어지도록 하되, 이때 연소 중에 연소공간(36a)에서 발생되는 열기류는 다수의 배출공(36b)을 통하여 분산 배출되고 상승하면서 상기 교반이송유니트(34)의 상호 사이 가열공간을 통하여 골고루 가열작동을 행한 후에 건조처리기(2)로 급송되게 된다.

정량배출단계

다음, 본 정량배출단계는 상기 정량공급탄화처리단계에서 탄화처리가 이루어진 재료를 이송기(40)에 의하여 정량배출기(4)로 급송시키고 이 정량급송기(4)로 급송된 탄화처리된 재료를 정량배출기(4)의 외부로 정량배출시키는 단계로서, 상기 이송기(40)는 외부에 설치된 구동모터(40a)에 의하여 구동되고, 내부 중심축(40b)에 설치되는 급송스크류날개(40c) 외주연에 직각으로 가이더(40d)가 연속 설치되어 이송물질의 점도에 관계없이 저속회전시에도 급송이 원활하게 이루어지게 된다. 또 한, 상기 정량배출기(4)는 내측 상부에 레벨게이지(45)를 설치하여 적재량에 따라 처리물의 공급 또는 중단을 선별적으로 작동이 이루어지게 되고, 내부 적재공간(46)에 적재된 처리물에 의하여 탄화과정중 발생되는 내부압력의 분출을 방지하고 하부엔 급송스크류(47)를 설치하여 외부에 설치된 구동모터(48)에 의하여 배출구(42)를 통한 연속 정량배출이 이루어지며, 배출구(42)에 배출이송기(44)가 설치되는 경우에는 이 배출이송기(44)의 경우에도 외부에 설치된 구동모터(44a)에 의하여 구동되고, 내부 중심축(44b)에 설치되는 급송스크류날개(44c) 외주연에 직각으로 가이더(44d)가 연속 설치되어 저속회전시에도 급송이 원활하게 이루어지며, 차량이나 기타 적정의 운반수단으로 직접 급송하여 운반이 이루어지도록 할 수 있다.

응축수배출단계

본 응축수배출단계는 상기 정량공급건조처리단계에서 밀폐된 건조처리기(2)의 재료로부터 발생되는 내부의 고온다습한 기류는 응축기(50) 및 제습기(52)를 경유하여 응축 및 제습과정을 거치면서 응축수와 고온저습한 기류를 생성시키고 그 중 응축수는 활성탄여과기(54)에 의한 정화처리 후에 외부로 배출시키는 단계이다.

건조처리기(2)에서 정량공급건조처리단계의 수행 중에 내부에서 생성되는 고온다습한 상태의 내부기류는 기류포트(20a)를 경유하여 응축기(50)로 급송되고 내부기류유입부(50c), 다관부(50d) 및 내부기류유출부(50e)를 경유하도록 하고 별도로 냉각수는 냉각수유입부(50g), 냉각부(50i) 및 냉각수유출부(50h)를 경유하도록 하게 되면 이 응축기(50)의 내부에서 저온의 냉각수에 의하여 내부기류는 응축되어 내부기류에 함유되어 있던 수분이 응축되면서 응축수 형태로 변화되어 응축수드레 인(50f)을 경유하여 활성탄여과기(54)로 이동하고 수분이 응축수 형태로 분리된 내부기류는 다음에 대기하고 있던 제습기(52)로 이동하게 된다.

다음, 제습기(52)로 급송된 내부기류는 내부기류유입부(52f), 타공망(52e), 냉각공간(50a) 및 내부기류배출구(52c)를 경유하게 되고 이들을 감싸고 있던 부위에는 냉각수가 냉각수유입부(52g)를 통하여 유입되었다가 냉각작동을 수행한 다음에 다시 냉각수배출부(52h)를 통하여 배출되는 연속된 과정이 수행되면서 내부기류와 냉각수 사이에 열교환이 이루어지면서 내부기류로부터 습기가 제거되게 되고 습기가 제거된 내부기류는 열교환기(60)를 거쳐 예열된 상태로 탄화처리기(3)에 설치된 연소기(36)의 혼합기(36c)로 급송되게 되고 이때 내부기류로부터 제거되는 습기는 응축수 형태로 변화되어 응축수드레인(52d)을 통하여 활성탄여과기(54)로 급송된다.

이와 같이 응축수드레인(50f)(52d)을 경유하여 각각 활성탄여과기(54)로 급송되는 응축수는 응축수분사기(54e)에 의하여 활성탄여과기(54)의 상부 내측 공간에 분사되고 활성탄층(54b), 여과사층(54c), 여과자갈층(54d)을 순차적으로 경유하면서 정화처리가 이루어진 다음에 응축수배출관(54f)을 거쳐 외부로 배출되는 과정을 거치게 된다.

1차가열단계

본 1차가열단계는 상기 응축수배출단계에서 생성된 고온저습한 기류는 연소기(36)의 혼합기(36c)로 급송하여 제1가열원에 활용하고 상기 정량공급탄화처리단계에서 상기 탄화처리기(3) 및 상기 정량배출기(4)의 내부에서 생성되는 건류가스 도 연소기(36)의 혼합기(36c)로 급송하여 제1가열원에 활용하여 함께 연소가 이루어지면서 생성되는 열기에 의하여 상기 탄화처리기를 가열하는 가열단계이다.

즉, 건조처리기(2)에서 정량공급건조처리단계의 수행중에 처리물의 건조처리과정에서 발생되는 고온다습한 내부기류에 있어서 응축기(50)와 제습기(52)를 경유하면서 수분이나 습기가 제거된 상태의 내부기류는 연소공기로 활용하되 혼합기(36c)의 연소공기유입부(36e) 및 내통(36f)으로 급송하고, 탄화처리기(3)에서 정량공급탄화처리단계의 수행중에 처리물로부터 얻어지는 건류가스와 정량배출기(4)의 내부에서 생성 또는 잔류상태의 건류가스를 포집하여 혼합기(36c)의 건류가스유입부(36g) 및 외통(36h)으로 급송시켜 상기 혼합기(36c) 내부에서 서로 혼합이 이루어진 상태에서 연소기(36) 내부로 급송하여 버너(36d)에 의한 혼합 연소가 연소공간(36a)에서 이루어지도록 하고, 이와 같은 연소과정에서 발생되는 연소 열기는 배출공(36b)을 경유하여 내부에 확산되어 본체(30)의 내부로서 다수의 교반이송유니트(34) 사이 가열공간을 경유하면서 이들 교반이송유니트(34)를 외부에서 가열하여 탄화처리를 수행하고 나서 건조처리기(2)로 급송되어 다음의 2차가열단계를 수행하게 된다.

2차가열단계

본 2차가열단계는 상기 1차가열단계에서 사용하고 남게 되는 여열을 건조처리기(2)로 급송하여 건조처리기(2)를 가열하는 가열단계로서, 상기 1차가열단계에서 탄화처리기(3)의 내부에서 연소기(36)에 의하여 연소 가열이 이루어진 다음에 남는 여열을 건조처리기(2)의 본체(20) 내부로 급송하여 여러 교반이송유니트(24) 사이 가열공간을 경유하도록 하고 이러한 가열공간을 경유하는 과정에서 여러 교반이송유니트(24)를 가열하여 정량공급건조처리단계를 수행할 수 있도록 작동이 이루어지게 되는 단계이다.

배기가스배출단계

다음, 배기가스배출단계는 상기 2차가열단계의 건조처리기(2)에서 정량공급건조처리과정을 수행하고 나서 남는 여열은 그대로 배출시키지 아니하고 이를 최대한 재활용하기 위하여 열교환기(60)를 경유하도록 하되, 상기 건조처리기(2)의 정량공급건조처리과정 중에 내부에서 생성되는 내부기류 중 응축기(50) 및 제습기(52)를 거치면서 응축수는 분리하여 별도로 정화시킨 다음에 배출처리하고 응축수가 제거된 내부기류를 연소시키는데 활용하기 전에 연소효율을 높이기 위한 목적으로 예열시키기 위하여 열교환기(60)를 경유하도록 하여 상기 열교환기(60) 내부에서 내부기류를 상기 여열에 의하여 예열이 이루어지도록 사용한 후 활성탄흡착기(90)에 의한 정화처리후에 외부로 배출시키는 단계이다.

즉, 건조처리단계에서 활용되고 남게되는 여열로서 가열기류는 열교환기(60)의 하부유입부(60c)로 유입되어 가열기류통과부(60a)인 중간다관부(60d)에서 열교환이 이루어진 후에 냉각된 상태로 상부배출부(60e)를 거쳐 배출되어지되, 이때 내부기류는 상부유입부(60f)를 통하여 유입되어 내부기류통과부(60b)를 거쳐 하부배출구(60g)를 거치면서 가열된 상태로 연소기(36)의 혼합기(30c)로 급송되고, 상기 열교환기(60)의 상부배출부(60e)를 경유하여 배출되는 가열기류는 활성탄흡착기(90)를 거치면서 정화처리가 이루어진 다음에 외부로 배출되게 된다.

이때, 활성탄흡착기(90)의 유입부(92)에 유입된 기류는 활성탄여과기(98)를 통과하면서 활성탄 흡착으로 정화가 이루어진 다음에 배기구(94)를 거쳐 외부로 배출된다.

따라서, 본 발명에 의하면 건조처리기(2)에서 폐기물에 대한 건조처리과정중에 생성되는 고온 다습한 내부기류를 응축기(50) 및 제습기(52)에 의한 응축과 제습과정을 거치면서 생성되는 응축수는 활성탄여과기(54)에 의하여 정화 후 외부로 배출하고 나머지의 잔류기류는 탄화처리기(3)의 연소기(36)에서 연소공기로 활용하고 탄화처리기(3)의 탄화처리과정에서 외부공기의 투입이 없이 열분해에 의하여 순도 높은 가연성 연소가스를 생성시키고 이를 연소시켜 자체 연소열에 의하여 탄화처리 및 건조처리의 열원으로 활용할 수 있도록 하여 처리과정에서 오염원이 발생되는 것을 미리 방지하여 외부오염문제를 해결하고 처리시에 소요되는 연료비용을 절감할 수 있고, 건조처리 및 탄화처리 후에 생성되는 탄화물은 연소율이 양호한 고체연료의 형태로 제조가 이루어지고 투입되는 초기의 미처리된 폐기물의 용량에 비하여 그 체적을 크게 감량화할 수 있게 된다.

Claims

처리하고자 하는 미처리된 폐기물을 투입하고 교반 혼합이 이루어지며 저부에는 이송기(10)가 설치되는 투입저장호퍼(1)와;

일측에 상기 이송기(10)와 연결 설치되는 정량공급기(22)를 마련하고 본체(20)의 내부에는 복열 및 다단으로 설치되는 교반이송유니트(24)를 갖추어 구성되는 건조처리기(2)와;

상기 건조처리기(2)의 배출구(26)와 연결 설치되는 이송기(28)를 정량공급기(32)와 연결 설치하여 일측에 마련하고 본체(30)의 내측에는 복열 및 다단으로 설치되는 교반이송유니트(34)를 갖추고 저부에는 연소기(36)를 설치하여 구성되는 탄화처리기(3)와;

상기 탄화처리기(3)의 배출구(38)와 연결 설치되는 이송기(40)를 일측에 결합하고 배출구(42)엔 배출이송기(44)를 결합하고 처리된 재료를 외부로 배출시키는 정량배출기(4)와;

상기 건조처리기(2)의 내부로부터 발생되는 고온다습한 기류가 응축기(50)와 제습기(52)를 경유하면서 생성된 응축수를 활성탄여과기(54)를 경유하여 외부로 배출시키는 응축수배출라인(5)과;

상기 건조처리기(2)의 내부로부터 발생되는 고온다습한 기류가 응축기(50)와 제습기(52)를 경유하면서 생성된 저온저습한 내부기류를 열교환기(60)를 경유하여 상기 탄화처리기(3)의 연소기(36)로 급송하는 건조기류급송라인(6)과;

상기 탄화처리기(3)의 내부에서 탄화처리중에 생성되는 건류가스를 상기 탄화처리기(3)의 연소기(36)로 급송하는 1차건류가스공급라인(7a)과;

상기 정량배출기(4)로부터 생성되는 건류가스를 상기 탄화처리기(3)의 연소기(36)로 급송하는 2차건류가스공급라인(7b)과;

상기 건조기류급송라인(6)의 내부기류와 상기 1,2차건류가스공급라인(7a,7b)의 건류가스를 혼합하여 연소시키고 상기 탄화처리기(3)를 가열시키는 1차가열기로서의 연소기(36)와;

상기 연소기(36)에 의하여 상기 탄화처리기(3)를 가열시키고 남게 되는 여열을 공급하여 상기 건조처리기(2)를 가열시키는 2차가열기로서의 1차여열급송라인(8a)과;

상기 건조처리기(2)를 가열시키고 남게 되는 여열을 상기 열교환기(60)를 가열시키는 3차가열기로서의 2차여열급송라인(8b)과; 그리고

상기 열교환기(60)를 가열한 다음에 활성탄흡착기(90)를 경유 외부로 배출시키는 가스배출라인(9)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 장치.
제1항에 있어서,

상기 투입저장호퍼(1)는 저부에는 이송기(10)가 설치고, 상부에는 개폐문(12)이 설치되고 내부에는 폐기물을 수용하기 위한 공간이 확보되며 저부에는 구동모터(14)에 의하여 서로 내측으로 마주하는 회전방향 및 이송방향으로서 양측의 회전방향이 다르게 작동되는 한 쌍의 급송스크류(16,18)를 병렬로 설치하여 구성하고,

상기 건조처리기(2)는 일측에 상기 이송기(10)와 연결 설치되는 정량공급기(22)를 마련하고 본체(20)의 내부에는 복열 및 다단으로 설치되는 교반이송유니트(24)를 갖추어 이들 교반이송유니트(24)가 순차적으로 지그재그 및 하향으로 급송이 가능하고 상기 교반이송유니트(24)의 상호 사이에는 열전도도가 향상되고 내부스케일의 제거가 용이하도록 하는 예열공간을 갖춘 상태로 연결구성되어지되, 상기 교반이송유니트(24)는 각각 유입구 및 배출구를 가지면서 외측의 구동모터(24g)에 의하여 체인기어(24a)를 구동시키고 이 체인기어(24a)는 체인(24h)에 의하여 다른 체인기어(24a) 및 공전체인기어(24i)를 경유하면서 전체 교반이송유니트(24)의 각 급송스크류(24b)를 순차적으로 구동시킬 수 있게 설치하여 이루어지고 상기 본체(20)의 일측 상부엔 내부기류를 포집하여 급송하기 위한 기류포트(20a)를 마련하고 하부 일측엔 건조처리된 내용물을 배출시키기 위한 배출구(20b)를 마련하며 단열재로 감싸여진 상기 본체(20)의 내부로서 상기 교반이송유니트(24)를 제외한 나머지 빈 공간은 가열공간을 형성하도록 하여 그 구성이 이루어지고,

상기 탄화처리기(3)는 상기 건조처리기(2)의 배출구(26)와 연결 설치되는 이송기(28)를 정량공급기(32)와 연결 설치하여 일측에 마련하고 본체(30)의 내측에는 복열 및 다단으로 설치되는 교반이송유니트(34)를 갖추어 이들 교반이송유니트(34)가 순차적으로 지그재그 및 하향으로 급송이 가능하고 상기 교반이송유니트(34)의 상호 사이에는 열전도도가 향상되고 내부스케일의 제거가 용이하도록 하는 예열공 간을 갖춘 상태로 연결구성되고 저부에는 연소기(36)를 설치하여 구성되어지되, 상기 교반이송유니트(34)는 각각 유입구 및 배출구를 가지면서 외측의 구동모터(34g)에 의하여 체인기어(34a)를 구동시키고 이 체인기어(34a)는 체인(34h)에 의하여 다른 체인기어(34a) 및 공전체인기어(34i)를 경유하면서 전체 교반이송유니트(34)의 각 급송스크류(34b)를 순차적으로 구동시킬 수 있게 설치하여 이루어지고 상기 본체(30)의 일측 상부엔 내부기류를 포집하여 급송하기 위한 기류포트(30a)를 마련하고 하부 일측엔 건조처리된 내용물을 배출시키기 위한 배출구(30b)를 마련하며 단열재로 감싸여진 상기 본체(30)의 내부로서 상기 교반이송유니트(34)를 제외한 나머지 빈 공간은 연소기(36)에 의하여 발생되는 열기에 의하여 가열이 이루어지게 되는 가열공간을 형성하도록 하여 그 구성이 이루어지는 것을 특징으로 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 장치.
제2항에 있어서,

상기 교반이송유니트(24)(34)에 사용되는 급송스크류(24b)(34b)는 이중 나선형 형태로 구성하고 중심축(24c)(34c)에 수직으로 지지봉(24d)(34d)을 일정 간격 및 각도마다 설치하고 이 지지봉(24d)(34d)에 상기 중심축(24c)(34c)과 평행으로 가이더(24e)(34e)를 스크류날개(24f)(34f)와 함께 결합 설치하여 "L"형 교반익 형태로 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 장치.
제2항에 있어서,

상기 탄화처리기(3)의 상기 연소기(36)는 내열소재로 이루어지고 반원형 단면 형태로서 길게 형성되어 내부에 연소공간(36a)이 확보되고 길이 방향으로 다수의 배출공(36b)이 형성되며 일측에는 혼합기(36c)와 버너(36d)가 설치되어 구성되어지되, 상기 혼합기(36c)는 연소공기유입구(36e)가 형성된 내통(36f)을 건류가스유입구(36g)가 형성된 외통(36h)이 감싼 형태로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 장치.
제2항에 있어서,

상기 건조처리기(2) 및 상기 탄화처리기(3)에 각각 설치되는 정량공급기(22)(32)는 내측 상부에 레벨게이지(22a)(32a)를 설치하여 적재량에 따라 처리물의 공급 또는 중단을 선별적으로 작동시키고, 내부 적재공간(22b)(32b)에 적재된 처리물에 의하여 건조 또는 탄화과정중 발생되는 내부압력의 분출을 방지하고 중간에는 2열 분쇄봉(22c)(32c)을 설치하여 적재된 처리물이 뭉쳐지거나 굳어지는 것을 사전에 방지하여 분쇄 하강시킬 수 있고 하부엔 2열의 급송스크류(22d)(32d)를 설치하되,

상기 분쇄봉(22c)(32c)과 상기 급송스크류(22d)(32d)는 외부에 설치된 구동모터(22e)(32e)에 의하여 구동이 가능하게 설치되어 연속 정량공급이 가능하도록 구성이 이루어지는 것을 특징으로 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 장치.
제1항에 있어서,

상기 정량배출기(4)는 상기 탄화처리기(3)의 배출구(38)와 연결 설치되는 이송기(40)를 일측에 결합하고 배출구(42)엔 배출이송기(44)를 결합하고 처리된 재료를 외부로 배출시키도록 이루어지되, 내측 상부에 레벨게이지(45)를 설치하여 적재량에 따라 처리물의 배출 또는 중단을 선별적으로 작동시키고,

내부 적재공간(46)에 적재된 처리물에 의하여 탄화과정중 발생되는 내부압력의 분출을 방지하고 하부엔 급송스크류(47)를 설치하되, 상기 급송스크류(47)는 외부에 설치된 구동모터(48)에 의하여 구동이 가능하게 설치되어 연속 정량배출이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 장치.
제1항에 있어서,

상기 이송기(10)(28)(40)(44)는 외부에 설치된 구동모터(10a)(28a)(40a)(44a)에 의하여 구동이 가능하게 설치되어지되,

내부의 중심축(10b)(28b)(40b)(44b)에 설치되는 급송스크류날개(10c)(28c)(40c)(44c)를 외주연에 직각으로 가이더(10d)(28d)(40d)(44d)를 연속 설치하여 이송물질의 점도에 관계없이 저속회전시에도 이송이 원활하게 이루어질 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 장치.
제1항에 있어서,

상기 응축수배출라인(5)은 상기 건조처리기(2)의 내부로부터 발생되는 고온다습한 기류가 응축기(50)와 제습기(52)를 경유하면서 생성된 응축수를 활성탄여과 기(54)를 경유하여 외부로 배출시키도록 구성되고,

상기 응축기(50)는 내부기류통과기(50a)와 이를 감싸는 형태로 구성되는 냉각수통과기(50b)가 결합되어 이루어지되, 상기 내부기류통과기(50a)는 하부로부터 상부에 이르기까지 내부기류유입부(50c)로부터 다관부(50d)를 경유하여 내부기류유출부(50e))를 경유하도록 하고 상기 내부기류유입부(50c)의 일측엔 응축수드레인(50f)이 마련되어 이루어지고, 상기 냉각수통과기(50b)는 하부에 상기 내부기류유입부(50c)를 감싸는 구조의 냉각수유입부(50g)와 상기 다관부(50d)를 감싸고 냉각수유출부(50h)를 갖춘 냉각부(50i)가 연통된 형태로 구성되어 내부에서 내부기류가 통과하면서 냉각수와 열교환이 이루어져 내부기류가 응축되는 과정에서 발생되는 응축수는 응축수드레인(50f)을 통하여 배출될 수 있게 이루어지고,

상기 제습기(52)는 내부 냉각공간(52a)을 감싼 상태로 냉각수통과부(52b)가 마련되고 상기 냉각공간(52a)의 상부에는 내부기류배출구(52c)를 형성하고 하부에는 응축수드레인(52d)을 마련하고 내측에는 상부는 막힌 원통형 타공망(52e)을 내부기류유입부(52f)와 연결된 상태로 세워 설치하여 구성하고, 상기 냉각수통과부(52c)엔 하부에 냉각수유입부(52g)를 형성하고 상부엔 냉각수배출부(52h)를 형성하여 내부기류가 냉각공간(52a)을 경유하는 동안 외주연을 감싼 냉각수에 의하여 열교환이 이루어져 내부기류가 응축되는 과정에서 발생되는 응축수는 응축수드레인(52d)을 통하여 배출될 수 있게 이루어지며,

상기 활성탄여과기(54)는 내부 중간의 타공망(54a) 상부로서 최상부로부터 활성탄층(54b), 여과사층(54c), 여과자갈층(54d)이 순차적으로 적층시키고 상기 활 성탄층(54b)의 상부 공간에는 응축수를 유입시켜 분산 상태로 분사시키는 응축수분사기(54e)를 설치하고 상기 타공망(54a)의 하부에는 응축수배출관(54f)을 설치하여 구성이 이루어지는 것을 특징으로 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 장치.
제1항에 있어서,

상기 건조기류급송라인(6)은 상기 건조처리기(2)의 내부로부터 발생되는 고온다습한 기류가 응축기(50)와 제습기(52)를 경유하면서 생성된 저온저습한 내부기류를 열교환기(60)를 경유하여 상기 탄화처리기(3)의 연소기(36)로 급송이 이루어지도록 구성이 이루어지되, 상기 열교환기(60)는 내측에 가열기류통과부(60a)를 형성하고 이 가열기류통과부(60a)를 감싼 상태로 내부기류예열부(60b)를 형성하여 이루어지고 그 중 상기 가열기류통과부(60a)는 하부 유입부(60c), 중간 다관부(60d) 및 상부 배출부(60e)가 서로 연통되게 결합 설치되고 상기 내부기류예열부(60b)는 상기 다관부(60d)를 감싸는 구조로서 상부의 유입구(60f)와 하부의 배출구(60g)를 각각 형성하여 내부기류가 상기 내부기류예열부(60b)를 경유하는 동안 가열기류가 상기 가열기류통과부(60a)를 통과하면서 발생되는 열기를 흡수하여 상호간 열교환이 이루어져 내부기류가 예열될 수 있도록 구성되고,

상기 가스배출라인(9)은 상기 열교환기(60)를 가열한 다음에 활성탄흡착기(90)를 경유 외부로 배출시키도록 구성이 이루어지되, 상기 활성탄흡착기(90)는 상부에 잔류가열기류를 유입하는 유입부(92)를 상부에 마련하고 일측에는 배기구(94)를 마련하며 내부 여과공간(96)의 중간에는 활성탄여과기(98)를 설치하여 구 성하고, 상기 활성탄여과기(98)는 상부에 투입배출구(98a)가 설치되고 하부엔 배출투입구(98b)가 각각 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 장치.
투입저장호퍼(1)내에 각종 미처리된 폐기물로서 처리하고자 하는 재료를 저장하는 재료투입저장단계;

상기 재료투입저장단계에서 저장된 재료를 건조처리기(2)에 정량 공급하고 밀폐된 건조처리기(2)의 내부에서 교반 이송이 이루어지면서 2차가열원에 의하여 밀폐 가열 건조가 이루어지는 정량공급건조처리단계;

상기 정량공급건조처리단계에서 건조처리가 이루어진 재료를 탄화처리기(3)에 정량공급하고 밀폐된 탄화처리기(3)의 내부에서 교반 이송이 이루어지면서 1차가열원에 의하여 재료의 탄화처리가 이루어지는 정량공급탄화처리단계; 그리고

상기 정량공급탄화처리단계에서 탄화처리가 이루어진 재료를 정량배출기(4)의 외부로 정량배출시키는 정량배출단계;를 포함하고,

상기 정량공급건조처리단계에서 밀폐된 건조처리기(2)의 재료로부터 발생되는 내부의 고온다습한 기류는 응축 및 제습과정을 거치면서 응축수와 고온저습한 기류를 생성시키고 그 중 응축수는 활성탄여과기(54)에 의한 정화처리 후에 외부로 배출시키는 응축수배출단계;

상기 응축수배출단계에서 생성된 고온저습한 기류는 상기 제1가열원으로 급송하고 상기 정량공급탄화처리단계에서 상기 탄화처리기(3) 및 상기 정량배출기(4) 의 내부에서 생성되는 건류가스도 상기 제1가열원으로 급송하여 함께 연소가 이루어지면서 생성되는 열기에 의하여 상기 탄화처리기를 가열하는 1차가열단계;

상기 1차가열단계에서 사용하고 남게 되는 여열을 건조처리기(2)로 급송하여 건조처리기(2)를 가열하는 2차가열단계; 그리고

상기 2차가열단계에서 사용하고 남는 여열은 열교환기(60)를 경유하여 사용한 후 활성탄흡착기(90)에 의한 정화처리후에 외부로 배출시키는 배기가스배출단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미처리된 폐기물의 건조 탄화 방법.