KR100852153B1 - 폐기물 소각처리장치 - Google Patents

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이주희
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주식회사 일산
이주희
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Abstract

본 발명은 건조로에 공급되는 폐기물이 원활히 이송되도록 하면서 폐기물의 소각을 2차에 거쳐 연소되도록 함으로써 폐기물의 소각효율이 극대화 되도록 하는 폐기물 소각처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 구성은 폐기물에 함유된 수분을 제거하는 건조로와, 건조된 폐기물을 전달받아 연소시키는 소각로를 포함한 소각처리장치에 있어서, 상기 건조로는 서로의 날개가 타측의 샤프트 표면에 근접하게 설치된 쌍 스크루와, 쌍 스크루의 둘레를 감싸는 통 형상의 건조실린더와, 건조실린더를 이격된 상태로 감싸 통로를 형성하면서 일측에 소각로로부터의 가열공기를 통로로 공급하는 유입구, 그리고 다른 일측에 통로의 가열공기를 배출하는 배출구가 구비된 케이스로 이루어지고, 상기 건조실린더의 하부에 연결되어 건조된 폐기물을 상기 소각로로 이송시키는 스크루 이송 컨베이어로 구성된 구조를 갖는다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 건조로의 스크루가 근접한 쌍 스크루로 이루어짐으로써 서로의 날개가 샤프트의 표면을 스치듯 회전하면서 폐기물를 이송시키기 때문에 폐기물의 공급이 중단되더라도 유입된 폐기물은 모두 깨끗하게 이송되어 샤프트 표면으로부터 굳어지는 현상이 사라짐에 따라 별도의 청소작업이 필요 없고 스크루를 장기간 사용할 수 있는 효과가 있다.
Figure R1020070062831
폐기물, 슬러지, 소각, 건조, 이송, 스크루

Description

폐기물 소각처리장치{Waste Incineration Device}
도 1은 본 발명에 따른 폐기물 소각처리장치의 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 폐기물 소각처리장치의 건조로 및 소각로의 연결구조를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 폐기물 소각처리장치의 건조로를 도시한 부분단면도.
도 4는 본 발명에 따른 폐기물 소각처리장치의 소각로를 도시한 부분단면도.
도 5a, 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐기물 소각처리장치를 도시한 요부 확대단면도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10 - 건조로 11 - 건조실린더 12 - 공급호퍼
13 - 쌍 스크루 13' - 날개 14 - 케이스
14' - 통로 14a - 유입구 14b - 배출구
15 - 커버 15' - 삽탈공 16, 25 - 재 배출구
17 - 산소 공급관 17' - 토출구 20 - 소각로
21 - 투입구 22 - 1차 연소대
23 - 1차 소각물 이송스크루 24 - 2차 연소대
26 - 2차 소각물 이송스크루 27 - 버너
30 - 집진기 40 - 연도 50, S - 송풍기
D - 덕트 P1 - 열 공급관 P2 - 배기관
본 발명은 폐기물을 건조하여 소각로를 통해 소각처리하고, 또 소각로의 열을 폐기물 건조에 이용토록 하여 적은 비용으로 폐기물을 소각 처리하는 폐기물 소각처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 슬러지나 음식물 쓰레기 등과 같은 폐기물을 소각처리하는 장치는 크게 폐기물 내에 함유된 수분을 제거하는 건조로와, 건조로를 통해 건조된 폐기물을 연소시키는 소각로와, 소각으로 발생된 먼지 내의 유해물질을 걸러내는 집진기와, 발생된 연기를 외부로 배기시키는 연도로 이루어진다.
여기서 상기 건조로는 원통형의 건조 실린더 내부에 이송스크루가 설치되어 유입된 폐기물이 이동되는 과정에서 소각로에서 발생된 소각열을 건조로에 전달시켜 폐기물을 건조하도록 되어 있다.
그러나 이와 같은 종래의 폐기물 소각처리 장치는 건조로에 공급된 폐기물이 이송되며 건조되는 과정에서 어느 건조시점에서 고점성체로 변하게 됨에 따라 이송되던 폐기물이 스크루에 달라붙어 더 이상 이송되지 않는 현상이 발생된다. 특히 폐기물의 공급이 중단되었다 재공급되거나 또는 건조로의 가동이 정지되었다가 다시 가동될 경우 건조로 내부의 폐기물들이 샤프트 표면에 달라붙어 고착화되기 때문에 폐기물 이송기능이 현저히 떨어지거나 기능 불능 상태가 되므로 건조로의 가동이 불가능하게 되는 문제점이 있다.
또한, 소각로에 공급된 건조 폐기물은 이송스크루에 의해 반대 측으로 이송되는 과정에서 연소가 이루어지는데, 이송되는 시간이 짧아 완전연소되지 않는 경우가 종종 발생하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 건조로를 통과하는 폐기물이 자체 점성에 의해 이송스크루에 달라붙게 되더라도 이를 자체적으로 분리시켜 이송시키도록 함으로써 항상 양호한 폐기물 건조 기능을 유지할 수 있도록 함과 동시에 폐기물의 공급이 중단되더라도 건조로에 공급된 폐기물의 잔량 없이 모두 원활히 이송되도록 하여 항상 최상의 폐기물 이송 상태를 유지할 수 있도록 하는데 있다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 소각로에서 폐기물을 소각시킬 때 동일한 공간 내에서 이송방향을 바꾸어 진행되도록 함으로써 연소실에 머무르는 시간을 지연시켜 연소효율을 높임과 동시에 완전연소를 유도하는 등 소각효율이 극대화하도록 하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐기물 소각처리장치는,
폐기물에 함유된 수분을 제거하는 건조로와, 건조된 폐기물을 전달받아 연소시키는 소각로를 포함한 소각처리장치에 있어서,
상기 건조로는,
서로의 날개가 타측의 샤프트 표면에 근접하게 설치된 쌍 스크루와,
쌍 스크루의 둘레를 감싸는 통 형상의 건조실린더와,
건조실린더를 이격된 상태로 감싸 통로를 형성하면서 일측에 소각로로부터의 가열공기를 통로로 공급하는 유입구, 그리고 다른 일측에 통로의 가열공기를 배출하는 배출구가 구비된 케이스로 이루어지고,
상기 건조실린더의 하부에 연결되어 건조된 폐기물을 상기 소각로로 이송시키는 스크루 이송 컨베이어로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소각로는,
건조로의 이송 컨베이어를 통해 폐기물이 유입되는 폐기물 유입구와,
폐기물 유입구에서 낙하되는 건조 폐기물이 소각될 수 있도록 공간을 구성하는 길이가 길고 상부가 오픈된 1차 연소대와,
1차 연소대 내에 설치되어 낙하되는 폐기물을 1차 연소대의 끝 방향으로 저속 이송시키는 1차 소각물 이송스크루와,
상부가 넓고 하부가 좁은 형상을 가지며 1차 연소대의 하부에 위치하여 1차 연소대에서 낙하된 소각물을 모아 연소시키는 2차 연소대와,
2차 연소대에 설치되어 낙하된 소각물을 1차 연소대와 반대방향의 이송방향으로 이송하여 배출구로 저속 이송시키는 2차 소각물 이송스크루와,
소각로 내부에 설치되어 1차 연소대 및 2차 연소대로 열을 가하는 버너와,
소각로 상부에서 연소된 고온의 연소열을 상기 건조로 케이스의 유입구로 전달하는 열 공급관으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 소각처리장치의 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소각처리장치의 건조로 및 소각로의 연결구조를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 소각처리장치의 건조로를 도시한 부분 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 소각처리장치의 소각로를 도시한 부분 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 소각처리장치는 폐기물에 함유된 수분을 제거하는 건조로(10)와, 건조된 폐기물을 연소시키는 소각로(20)와, 소각으로 발생된 먼지 내의 유해물질을 걸러내는 집진기(30)와, 발생된 연기를 외부로 배기시키는 연도(40)와, 집진기(30)와 연도(40) 사이에 설치되어 소각로(20)에서 발생된 열을 강제 흡입하여 연도(40)로 강제 배출시키는 송풍기(50)로 구성된다.
여기서 상기 건조로(10)는 두 개의 원통 측면이 서로 연통 되어 일체화된 기다란 통 형상의 건조실린더(11)가 구비된다. 건조실린더(11)의 일측 상부에는 폐기물 공급 호퍼(12)가 형성되며, 그 타측 상부에는 소각로(20)로 연결되는 덕트(D)가 설치되고 하부에는 건조된 폐기물을 소각로(20)로 이송시키는 스크루 이송 컨베이 어(18)가 설치된다.
상기 건조실린더(11)에는 쌍 스크루(13)가 평행하게 설치되는데, 쌍 스크루(13)는 도면에 도시되지 않은 통상의 동력전달장치에 의해 연결되어 서로 반대 방향으로 회전됨에 따라 스크루의 날개(13')가 서로 부딪히지 않게 된다. 또한, 서로의 날개(13') 끝이 타측의 샤프트 표면에 근접되게 설치되어 샤프트에 달라붙은 폐기물을 연속적으로 긁어 나감으로써 폐기물이 샤프트 표면에 두껍게 달라붙어 고착화되는 현상을 방지하게 된다.
이러한 건조실린더(11)의 둘레에는 케이스(14)가 건조실린더(11)로부터 이격 된 상태로 감싸 통로(14')가 형성된다. 이러한 케이스(14)는 그 일측에 소각로(20)의 가열공기를 통로(14')로 공급하는 유입구(14a)가 형성되고 다른 일측에 통로(14')의 가열공기를 배출하는 배출구(14b)가 형성된다. 상기 유입구(14a)와 소각로(20) 간에는 열 공급관(P1)이 설치되어 소각로(20)로부터 발생된 고열이 케이스(14)의 통로(14')로 유입될 수 있도록 하고, 그 타단의 배출구(14b)와 집진기(30) 간에는 배기관(P2)이 설치되어 통로(14')의 고열이 집진기로 유입될 수 있도록 한다. 따라서 소각로(20)에서 발생된 연소열이 열 공급관(P1)을 통해 케이스(14)의 통로(14')로 유입되어 건조실린더(11)를 가열함으로써 별도의 열 공급장치 없이도 건조실린더(11)를 가열할 수 있게 된다.
또한, 상기 케이스(14)의 하부에는 상부가 넓고 하부가 좁은 재 배출구(16)가 다수 구비되고 그 말단에 이송스크루(19)가 각각 설치되어 케이스(14)의 통로(14')에서 날아다니는 소각 재가 자중에 의해 낙하 되면 재 배출구(16)의 경사면 을 타고 말단으로 떨어져 이송스크루(19)를 통해 한 곳으로 모인 후 폐기처리된다.
그리고 상기 건조실린더(11)에는 산소 공급관(17)이 설치되는데, 산소 공급관(17)은 열 공급관(P1)의 일측으로부터 삽입되어 열 공급관(P1)의 경로를 경유하며 건조실린더(11) 내부로 설치되고, 건조실린더(11)의 내부에 위치된 구간에서 다수의 토출구(17')가 형성되어 연소가 효율적으로 이루어지도록 한다. 여기서 산소 공급관(17')이 열공급관(P1)을 일부 경유하게 됨으로써, 상온의 공기가 뜨거운 공기로 변환되어 케이스(14) 통로(14')의 온도가 떨어지지 않게 된다.
한편, 상기 소각로(20)는 건조로(10)를 통해 수분이 제거된 폐기물이 유입될 수 있도록 일측에 투입구(21)가 형성되고, 투입구(21)의 하부에는 상부가 오픈된 기다란 1차 연소대(22)가 구비된다. 1차 연소대(22)는 투입구(21)가 형성된 측벽에 고정설치되고 그 타단은 타측 벽체로부터 이격되게 설치된다. 1차 연소대(22)의 내부에는 한 쌍의 1차 소각물 이송스크루(23)가 설치되는데, 서로 다른 방향으로 회전하되 상부가 중앙에서 바깥쪽으로 회전되게 설치되어 이송되는 과정에서 폐기물을 지속적으로 뒤집어 주게 된다. 또한, 소각로(20)의 일측에는 1차 연소대(22)로 열을 가하는 버너(27)가 설치되어 1차 연소대(22)에서 이동되는 폐기물을 1차 연소시키게 된다.
아울러 상기 소각로(20)는 그 하부가 중앙을 중심으로 양측으로 나뉘어져 상부가 넓고 하부가 좁은 2차 연소대(24)가 각각 길게 형성되고, 2차 연소대(24) 내에는 길이방향으로 2차 소각물 이송스크루(26)가 설치된다. 이와 같은 2차 소각물 이송스크루(26)는 상부의 1차 연소대(22)에서 낙하 되는 폐기물을 다시 투입된 방 향으로 이송시킴과 동시에 2차 연소시키게 된다. 또한, 양 2차 연소대(24)는 투입구(21) 쪽의 말단 하부에 재 배출구(25)가 형성되어 연소된 재가 배출될 수 있도록 한다.
이와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 소각처리장치의 작용효과를 설명한다.
수분을 함유한 폐기물이 건조로(10)의 공급호퍼(12)로 공급되면 건조실린더(11) 내에서 회전되는 쌍 스크루(13)에 의해 타측으로 이송된다. 이때 유입된 폐기물은 많은 양의 수분을 함유하고 있기 때문에 쌍 스크루(13)의 샤프트 표면에 들러붙는 현상이 발생 되는데, 이러한 폐기물은 타측의 스크루 날개(13') 끝이 긁어주면서 회전됨에 따라 들러붙은 폐기물을 지속적으로 밀고 나감으로써 원활한 이송이 이루어진다.
상기와 같이 쌍 스크루(13)에 의해 이송되는 과정에서 건조실린더(11)는 소각로(20)에서 발생된 고열이 열 공급관(P1)을 통해 전달받아 가열됨으로써 내부에 이송되는 폐기물가 건조되는 것이다. 여기서 열 공급관(P1)을 통해 설치된 산소 공급관(17)의 토출구(17')에서 산소가 지속적으로 공급됨으로써 활발한 가열이 이루어진다. 이때, 건조실린더(11)를 가열하는 기류에 함유된 소각 재는 케이스(14)의 하부에 구비된 재 배출구(16)의 경사면에 안내되어 재 배출구(16)의 이송스크루(19)에 의해 한 데 포집되어 폐기된다. 상기 폐기물이 건조실린더(11)를 빠져나갈 때 대부분의 수분이 제거된 상태가 되며 건조실린더(11)의 말단에 설치된 스크루 이송 컨베이어(18)에 의해 소각로(20)의 투입구(21)로 이송된다. 여기서 상기 건조실린더(11)에는 다습한 공기 및 가스가 발생되는데, 이러한 공기 및 가스는 상부에 설치된 덕트(D)를 타고 소각로(20)로 이동되어 연소된다.
한편, 스크루 이송 컨베이어(18)에 의해 소각로(20)로 유입되는 폐기물을 소각로(20)의 투입구(21)로부터 낙하 되어 1차 연소대(22)로 떨어진다. 1차 연소대(22)에 낙하 된 폐기물은 한 쌍의 1차 소각물 이송스크루(23)에 의해 투입구(21) 반대 방향으로 이송되는데, 양 1차 소각물 이송스크루(23) 사이로부터 폐기물이 상향으로 올려지면서 이송되므로 폐기물은 계속 뒤집어 지며 이송된다. 이러한 1차 연소대(22)는 상부가 오픈됐기 때문에 상부에 설치된 버너(27)에 의해서 폐기물은 1차 연소되며 이송된다. 이송되는 폐기물은 1차 연소대(22)의 말단으로부터 낙하 되어 그 하부에 구비된 2차 연소대(24)에 의해 한 곳으로 모아져 2차 소각물 이송스크루(26)를 통해 투입구(21) 방향으로 다시 이송되면서 버너(27)에 의해 2차 연소된다. 이와 같이 1차 2차 두 번에 거쳐 연소가 이루어짐으로써 폐기물은 완전연소가 이루어지고 2차 소각물 이송스크루(26)를 타고 이송되는 재는 재 배출구(25)를 통해 폐기된다.
소각로(20)에서 발생된 고온의 열은 연도(40)와 집진기(30) 사이에 설치된 고 마력의 송풍기(50)의 흡입에 의해 열 공급관(P1)을 타고 건조로(10)로 흘러 건조실린더(11)를 가열한 후 배기관(P2)을 타고 집진기(30)로 흡입되어 유해성 물질이 걸러진 다음 연도(40)를 통해 외부로 배기 된다.
도 5a, 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 폐기물 소각처리장치를 도시한 요부 확대단면도로서, 도면에 도시된 바와 같이 상기 건조실린더(11)는 케이스(14)가 결합되는 외주연에 슬리브(11a)가 설치되어 건조실린더(11)가 열에 의해 늘어날 경우 케이스(14)로부터 건조실린더(11)가 슬라이딩 된다.
그리고 건조실린더(11)의 일단에는 통상의 슬라이딩 베어링이 삽입된 커버(15)가 구비되어 쌍 스크루(13)의 샤프트를 지지하도록 하여 고열에 의해 샤프트가 인장될 경우 견고하게 지지하면서 샤프트가 회전될 수 있도록 한다.
또한, 상기 커버(15)의 중앙에는 삽탈공(15')이 형성되어 샤프트 인장시 샤프트가 삽입될 수 있는 공간이 확보된다.
이와 같은 구조에 의한 폐기물 소각처리장치는 지속되는 고열에 의해 건조실린더(11)와 쌍 스크루(13)가 길이 방향으로 늘어나더라도 휨 없이 원할 한 구동이 이루어진다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 폐기물 소각처리장치는 건조로의 스크루가 근접한 쌍 스크루로 이루어짐으로써 서로의 날개가 샤프트의 표면을 스치듯 회전하면서 폐기물를 이송시키기 때문에 폐기물의 공급이 중단되더라도 유입된 폐기물은 모두 깨끗하게 이송되어 샤프트 표면으로부터 굳어지는 현상이 사라짐에 따라 별도의 청소작업이 필요 없고 스크루를 장기간 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 소각로에 설치된 1차 연소대 및 2차 연소대에 의해 폐기물이 1차 2차에 거쳐 두 번 소각됨으로써 완전 소각될 수 있는 효과가 있다.
또한, 열 공급관을 경유해 건조실린더로 산소를 공급하는 산소 공급관에 의해 상온의 산소가 고온으로 변환되어 공급됨으로써 건조로의 가열이 더욱 효율적으로 진행되는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 폐기물에 함유된 수분을 제거하는 건조로(10)와, 건조된 폐기물을 전달받아 연소시키는 소각로(20)를 포함한 소각처리장치에 있어서,
    상기 건조로(10)는,
    서로의 날개(13')가 타측의 샤프트 표면에 근접하게 설치된 쌍 스크루(13)와,
    쌍 스크루(13)의 둘레를 감싸는 통 형상의 건조실린더(11)와,
    건조실린더(11)를 이격된 상태로 감싸 통로(14')가 형성되면서 일측에 소각로(20)로의 가열공기를 통로(14')로 공급하는 유입구(14a), 그리고 다른 일측에 통로(14')의 가열공기를 배출하는 배출구(14b)가 구비된 케이스(14)로 이루어지고,
    상기 건조실린더(11)의 하부에 연결되어 건조된 폐기물을 상기 소각로(20)로 이송시키는 스크루 이송 컨베이어(18)로 구성되며,
    상기 소각로(20)는,
    건조로(10)의 스크루 이송 컨베이어(18)를 통해 폐기물이 유입되는 폐기물 유입구(21)와,
    폐기물 유입구(21)에서 낙하되는 건조 폐기물이 소각될 수 있도록 공간을 구성하는 길이가 길고 상부가 오픈된 1차 연소대(22)와,
    1차 연소대(22) 내에 설치되어 낙하되는 폐기물을 1차 연소대(22)의 끝 방향으로 저속 이송시키는 1차 소각물 이송스크루(23)와,
    상부가 넓고 하부가 좁은 형상을 가지며 1차 연소대(22)의 하부에 위치하여 1차 연소대(22)에서 낙하된 소각물을 모아 연소시키는 2차 연소대(24)와,
    2차 연소대(24)에 설치되어 낙하된 소각물을 1차 연소대(22)와 반대방향의 이송방향으로 이송하여 재 배출구(25)로 저속 이송시키는 2차 소각물 이송스크루(26)와,
    소각로(20) 내부에 설치되어 1차 연소대 및 2차 연소대로 열을 가하는 버너(27)와,
    소각로(20) 상부에서 연소된 고온의 연소열을 상기 건조로(10)의 케이스(14)의 유입구(14a)로 전달하는 열공급관(P1)으로 구성된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각처리장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 소각로(20)의 1차 연소대(22) 내에 내설되는 1차 소각물 이송스크루(23)는 두 개가 평행하게 설치되면서 서로 다른 방향으로 회전되게 설치되는 쌍스크루인 것을 특징으로 하는 폐기물 소각처리장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 열공급관(P1)에는 외부로부터 산소 공급관(17)이 관통 설치되되 열공급관(P1)의 경로를 경유하며 건조실린더(11) 내부로 설치됨으로써 상온의 산소가 고온으로 변환되어 공급되도록 함을 특징으로 하는 폐기물 소각처리장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 케이스(14)의 하부에는 복수의 재 배출구(16)가 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각처리장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 건조로(10)와 소각로(20) 사이에 덕트(D)를 구성하여 상기 건조실린더(11)에서 건조되는 과정에서 발생된 다습한 공기 및 가스를 소각로(20)로 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 폐기물 소각처리장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 덕트(D)에 송풍기(B)를 설치하여 건조실린더(11)의 공기 및 가스를 상기 소각로(20)로 강제 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 폐기물 소각처리장치.
  8. 폐기물에 함유된 수분을 제거하는 건조로(10)와, 건조된 폐기물을 전달받아 연소시키는 소각로(20)를 포함한 소각처리장치에 있어서,
    상기 건조로(10)는,
    서로의 날개(13')가 타측의 샤프트 표면에 근접하게 설치된 쌍 스크루(13)와,
    쌍 스크루(13)의 둘레를 감싸는 통 형상의 건조실린더(11)와,
    건조실린더(11)를 이격된 상태로 감싸 통로(14')가 형성되면서 일측에 소각로(20)로의 가열공기를 통로(14')로 공급하는 유입구(14a), 그리고 다른 일측에 통로(14')의 가열공기를 배출하는 배출구(14b)가 구비된 케이스(14)로 이루어지고,
    상기 건조실린더(11)의 하부에 연결되어 건조된 폐기물을 상기 소각로(20)로 이송시키는 스크루 이송 컨베이어(18)로 구성되며,
    상기 건조실린더(11)는 케이스(14)가 결합되는 외주연에 슬리브(11a)가 설치되고, 건조실린더(11)의 일단에는 슬라이딩 베어링이 삽입된 커버(15)가 구비되어 쌍 스크루(13)의 샤프트를 지지하며, 상기 커버(15)의 중앙에 샤프트의 말단이 삽입될 수 있도록 삽탈공(15')이 형성됨을 특징으로 하는 폐기물 소각처리장치.
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