KR100942802B1 - Disposal method and disposer of waste matter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐기물 처리방법 및 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 병원에서 발생하는 각종 유해 가연성 폐기물, 중금속을 함유한 산업폐기물, 화학폐기물 등 다양한 폐기물을 열분해 및 탄소고정방법을 사용하여 안전하게 처리하여 대기오염 요인이나 인체 유해성을 일소토록 한 폐기물 처리방법 및 처리장치를 제공코자 하는 것이다.The present invention relates to a waste treatment method and a treatment apparatus, and more particularly, various hazardous wastes, such as industrial hazardous wastes containing heavy metals, chemical wastes, which are generated in hospitals, are safely treated by using pyrolysis and carbon fixing methods. It is to provide a waste treatment method and a treatment device which eliminates the contaminants and human hazards.
지금까지는 각종 산업폐기물 등을 대기 중에서 강제로 연소시켜 체적량을 줄일 수 있도록 재만 남기는 소각방법을 사용하였으나, 소각 시 발생하는 유해가스가 대기 중에 그대로 방류되어 대기오염을 유발하고 있다
이에 따라 가연성 폐기물 소각처리 중에 발생하는 유해가스 및 다이옥신 등의 유해물질이 대기나 수질 오염원으로 작용하는 것을 차단하는 근본적인 폐기물 처리장치나 방법의 개발이 절실히 요망되었던 것이다.Until now, incineration methods have been used to leave only ashes to reduce the volume by forcibly burning various industrial wastes in the air, but harmful gases generated during incineration are discharged into the atmosphere, causing air pollution.
Accordingly, there is an urgent need to develop a fundamental waste treatment apparatus or method that blocks harmful substances such as toxic gases and dioxins generated during incineration of flammable wastes as air or water pollution sources.
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이에 본 발명에서는 각종 폐기물 등을 처리할 시에 유해가스 및 다이옥신 등의 환경오염 및 인체 유해물질 등이 공기 중으로 비산하는 것을 방지하기 위하여, 폐기물을 대기 중에서 연소시키지 않고 초고온의 진공로에서 열분해시키는 폐기물 처리방법 및 처리장치를 제공코자 하는 것이다.Therefore, in the present invention, in order to prevent the harmful pollution of the harmful gases and dioxins and the harmful substances of human body in the air when treating various wastes, wastes that are pyrolyzed in an ultra-high vacuum furnace without burning the wastes in the air. It is to provide a treatment method and a treatment apparatus.
이에 본 발명에서는 상기한 바와 같이 환경오염 및 인체 유해성 물질을 포함한 각종 폐기물을 처리할 시에 발생되는 제반 문제점을 일소할 수 있는 새로운 구성의 폐기물 처리장치 및 상기 처리장치를 사용한 폐기물 처리방법을 제공코자 하는 것으로서,Accordingly, the present invention provides a waste treatment apparatus having a new configuration and a waste treatment method using the treatment apparatus capable of eliminating all the problems caused when treating various wastes including environmental pollution and human hazardous substances as described above. In doing that,
본 발명은 특히 각종 폐기물 등을 진공상태에서 열분해반응로에 자동 투입시킨 후 고온(3,000℃)의 열분해로울러 사이로 잘게 분쇄된 폐기물을 투입하여 열분해토록 한 폐기물 처리방법 및 처리장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.In particular, the present invention provides a waste treatment method and a treatment apparatus for thermally decomposing waste by automatically inserting various wastes into a pyrolysis reactor in a vacuum state, and then inserting finely ground waste into a pyrolysis roller at a high temperature (3,000 ° C.). do.
본 발명이 제공하는 폐기물 처리방법 및 처리장치는 진공탱크 내부에 열분해반응로를 설치하고, 상기 열분해반응로 내부에 열분해로울러를 서로 연접 회전토록 하여 각종 폐기물을 가압, 가열하면서 열분해토록 하여 2차 환경오염 없이 안전하게 처리할 수 있으며, 가연성 폐기물 중 염소화합물 소각 시 발생하는 다이옥신을 고온에서 소각처리할 수 있어 환경 오염방지 및 인체 유해성 물질의 안전처리에 기대되는 효과가 큰 발명이다.Waste treatment method and processing apparatus provided by the present invention is installed in the vacuum tank pyrolysis reactor, the pyrolysis roller inside the pyrolysis reactor to be connected to each other to rotate each other to pressurize, heat and thermally decompose the secondary environment It can be safely treated without pollution and can be incinerated at high temperature with dioxin generated during the incineration of chlorine compounds in combustible wastes, which is a great invention for preventing environmental pollution and safe treatment of human harmful substances.
본 발명에서 제공하는 폐기물 처리장치의 바람직한 실시예를 이하 도면과 함께 상세히 설명키로 한다.A preferred embodiment of the waste treatment apparatus provided by the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 폐기물 처리장치(1)의 전체 구성도를 보인 것으로서, 이는 구형의 진공탱크(2) 내부에 열분해반응로(3)를 설치하고, 진공탱크(2)의 일측으로는 진공탱크(2) 내부로 작업자 진출입 및 폐기물을 투입, 처리된 폐기물을 인출할 시에 개폐하는 출입문(4)이 설치된다.Figure 1 shows the overall configuration of the waste treatment apparatus 1 of the present invention, which is provided with a pyrolysis reactor (3) inside the spherical vacuum tank (2), vacuum on one side of the vacuum tank (2) An entrance door 4 is installed to open and close the
상기 열분해반응로(3)는 후술하는 열분해로울러(14,15)에서 방사되는 복사광 열선을 열분해 열원으로 재사용하기 위해 구형의 반사 보온실로 구성한다.The pyrolysis reactor (3) is composed of a spherical reflective insulation chamber to reuse the radiant heat ray emitted from the pyrolysis rollers (14, 15) to be described later as a pyrolysis heat source.
그리고 진공탱크(2)로 투입된 폐기물을 열분해반응로(3)에 자동으로 투입하기 위한 도 3과 같은 투입수단(5)이 설치된다.In addition, an input means 5 as shown in FIG. 3 for automatically inputting the waste introduced into the
상기 진공탱크(2)는 도 2에서 보는 바와 같이 정육각뿔로 이루어지고 단부가 반구형으로 이루어진 다수개의 조각편(6)을 서로 용접 등의 방법으로 모자이크 형태로 순차적으로 고정시켜 외부와의 압력 차이에도 변형이 되지 않도록 구형의 진공탱크(2)를 제작하게 되며, 진공탱크(2) 내부에는 수평의 베이스프레임(7)을 설치하여 상부에 작업공간(8)을 형성한다.The vacuum tank (2) is made of a regular hexagon as shown in Figure 2 and the end of the hemispherical shape of a plurality of pieces (6) are fixed in a mosaic form by welding or the like in order to deform even in the pressure difference from the outside This will produce a spherical vacuum tank (2), the horizontal base frame (7) is installed inside the vacuum tank (2) to form a working space (8) at the top.
그리고 진공탱크(2) 내부의 작업공간(8)은 진공을 형성할 수 있도록 진공처리장치(도시하지 아니함)와 진공흡입관(9)을 연결배관토록 한다.And the working
상기 투입수단(5)은 작업공간(8)에 투입된 폐기물을 열분해반응로(3)에 자동 투입하기 위한 것으로서, 이는 수직컨베이어(10)와 상기 수직컨베이어(10) 상부 에 연접되어 이송된 폐기물을 수평방향으로 이송하기 위한 수평컨베이어(11)로 구성되며, 상기 수직컨베이어(10)는 소정 간격으로 다수개의 이송러그(12)를 설치하여 상기 이송러그(12)가 폐기물을 적량씩 퍼서 상부로 이송한 후 수평컨베이어(11)에 낙하시키면 수평컨베이어(11)가 폐기물을 열분해반응로(3) 상부에 형성된 투입공(13)으로 투입토록 한 것이다.The inlet means 5 is for automatically injecting the waste introduced into the
상기 열분해반응로(3) 내부에는 투입공(13)을 통해 투입되는 폐기물을 열분해시키기 위해 도 4에서 보는 바와 같이 열분해로울러(14,15)를 상호 스퍼어기어(16,17)와 기어물림되는 샤프트(18,19)상에 축설치한다.In the
상기 열분해로울러(14,15)는 제작을 용이하게 함과 동시에 염가로 제작하기 위해 고온에도 견딜 수 있는 흑연조각(20)을 부채꼴 타입으로 다수개 제작하여 열분해로울러(14,15)의 원호에 부합되도록 원호방향으로 배치시키되, 열분해로울러(14,15)의 길이방향(X 방향, 이하 동일)으로 전후 연접되는 흑연조각(20)은 길이방향으로 서로 지그재그형으로 중첩되도록 배치시켜 길이방향으로 관통된 수개의 결합공(21)을 통해 지지봉(22)을 사용하여 결합시킨 후, 상기 지지봉(22) 양단에 형성된 수나사(23)에 너트(24)를 나사결합시켜 고정토록 한다.The
상기 지지봉(22) 양단에 형성된 수나사(23) 및 너트(24)는 고열에 의한 변형을 고려하여 샤프트(18,19) 양단에서 지지봉(22)으로 조립된 흑연조각(20)을 별도의 고정링 등을 사용하여 고정할 수도 있다. 이러한 샤프트(18,19)상에 흑연조각(20)을 고정하는 수단은 일반적으로 알려진 다양한 수단이 선택적으로 사용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The
그리고 흑연조각(20)에 관통 형성된 또 다른 결합공(25)에는 운모분말로 이루어진 절연피막을 도포한 텅스텐(W) 재질의 전열선(26)을 길이방향으로 배선하여 전원이 인가시 발열토록 한다.In addition, another
상기 열분해로울러(14,15)의 외연부에는 폐기물 미세입자들이 열분해되도록 고주파 방전단자(27,28)를 각각 설치하며, 열분해로울러(14,15)의 하부에는 열분해가 이루어진 폐기물이 교류코일(29) 속으로 통과하도록 설치한다.On the outer edges of the
그리고 열분해반응로(3)에서 열분해를 행할 시에 생성된 기화물을 열분해반응로(3) 상부에서 흡입하여 열분해로울러(14,15) 상으로 분출시킬 수 있도록 흡기관(30)을 열분해반응로(3) 상부에 배관하여 펌프(31)를 거쳐서 열분해로울러(14,15)에 인접되는 미세분출관(32)과 연결토록 한다.The
상기와 같이 구성되는 본 발명의 폐기물 처리장치(1)는 진공처리장치와 연결된 진공흡입관(9)을 통해 공기를 뽑아내어 진공 분위기로 조성된 밀폐형의 진공탱크(2) 내부 작업공간(8)에 각종 폐기물 등을 내장하여 산화를 방지토록 한 후, 폐기물을 수직컨베이어(10)와 수평컨베이어(11)를 사용하여 열분해반응로(3)의 투입공(13)을 통해 투입하면, 열분해반응로(3) 내부에 설치되어 회전구동하는 열분해로울러(14,15) 사이로 낙하하게 되고, 상기 열분해로울러(14,15)는 텅스텐(융점; 3,400℃)으로 제작된 전열선(26)에 의해 다수개의 흑연(승화점;3,460℃)조각(20)이 원통형으로 이루어져 대략 3,000℃ 내외의 고열을 발산하면서 폐기물은 고온에서 가열되면서 열분해되어 하부로 낙하되며, 상기 열분해로울러(14,15)에 연접 설치된 고주파 방전단자(27,28)에서 고주파가 방전된다. 이 고주파는 열분해되어 낙하하는 입자들이 정전기에 의해 비산되거나 벽면에 달라붙는 것을 방지하는 역할을 한다. 그리고 열분해시에 발생된 가스(천연가스)는 열분해반응로(3) 상부에 배관된 흡기관(30)을 통해 펌프(31)에 의해 압축된 후 고압의 수소화합물 등 가스가 미세분출관(32)을 통해 폐기물에 분출되어 폐기물의 분해작용이 원활하게 진행된다.
또한 상기한 열분해반응로(3)에서 최종적으로 생성된 탄화물 등 회분들은 체적밀도를 최고로 높이기 위해 열분해반응로(3)에서 인출하여 미세분말로 분쇄하고, 이를 산소가 없는 진공 무인 시설 안에서 투입하여 로봇 작업에 의해 가열, 가압, 압축하여 블록으로 성형한다.
이때, 멜라민수지 등 열경화성수지 등을 적절히 가하여 압축 블록 내부의 기공이 없도록 하여 강도와 밀도를 높게 하여 체적을 줄인다.
상기 블록을 성형할 시에 붕사(borax), 납(Pb) 분말 등을 적량 투입하여 성형토록 한다.
성형된 블록은 유해성 물질이 블록 속에 가두어져 수질이나 대기 중에 오염되지 않도록 하는 것이다.Waste treatment device 1 of the present invention configured as described above is drawn into the air through the vacuum suction pipe (9) connected to the vacuum treatment device in the working space (8) of the sealed vacuum tank (2) formed in a vacuum atmosphere After embedding various wastes and the like to prevent oxidation, the wastes are introduced through the
In addition, the ash and the like finally produced in the pyrolysis reactor (3) is taken out from the pyrolysis reactor (3) in order to maximize the volume density and pulverized into fine powder, and put it in a vacuum unmanned facility with no oxygen, the robot The work is heated, pressurized and compressed to form a block.
At this time, by appropriately adding a thermosetting resin such as melamine resin, there is no pore inside the compression block to increase the strength and density to reduce the volume.
When the block is molded, borax, lead (Pb) powder, and the like are added in an appropriate amount so as to be molded.
Molded blocks are intended to prevent harmful substances from being confined in the block to contaminate water quality or air.
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한편, 본 발명의 폐기물 처리장치(1)의 진공탱크(2) 내부에서 폐기물을 열분해 작업을 할 시에 발생되는 가스 및 액체는 진공처리장치를 통해 진공탱크(2) 상하의 진공흡입관(9)을 통해 가스와 액체를 분리 수거토록 하고, 가스와 액체상의 생성 물질들은 석유화학공장으로 보내 재처리할 수 있다. 즉, 이온성 전해물질(염 분리처리) 등 알콜계 수용성 물질은 증류하여 성분별로 분류하고, 불수용성 물질은 지용성 물질을 분류 및 증류하여 성분별(벤젠, 석유, 경유, 중유, 등)로 분류하고, 불지용성 물질은 원심분리하여 비중별, 비점 등의 물리적 특성별로 분류하여 석유화학 재료로서 활용할 수 있는 것이다.
또한 고체상으로 건류, 생성된 물질은 물리화학적 성분별 특성을 고려하여 선별, 자원화 할 수 있는 것이다.On the other hand, the gas and liquid generated during the pyrolysis of the waste in the
In addition, the dry matter produced in the solid phase can be selected and resourced in consideration of the characteristics of physical and chemical components.
그리고 본 발명의 폐기물 처리장치 및 처리방법에 의하면, 각종 산업폐기물 처리가 연속적인 열분해공정에 의해 이루어지므로 지구 온난화 현상의 원인 물질로 알려진 탄산가스의 발생을 최대한 억제할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the waste treatment apparatus and treatment method of the present invention, since various industrial waste treatments are performed by a continuous pyrolysis process, there is an effect that the generation of carbon dioxide gas, known as a cause of global warming, can be suppressed to the maximum.
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뿐만 아니라, 본 발명의 폐기물 처리장치 및 처리방법은 세균성 병원 폐기물이나 다양한 가연성 산업 폐기물 뿐만 아니라 원자력 발전소에서 산출되는 방사성 폐기물의 처리에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.In addition, the waste treatment apparatus and method of the present invention is expected to be applicable to the treatment of radioactive wastes generated from nuclear power plants as well as bacterial hospital wastes and various combustible industrial wastes.
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본 발명의 폐기물 처리방법 및 처리장치는 각종 유해성 산업 폐기물이나 일반 가연성 중화학 폐기물 등을 안전하게 처리할 수 있어 여러 산업 분야에서 널리 활용이 가능하다. The waste treatment method and apparatus of the present invention can safely treat various hazardous industrial wastes or general flammable heavy chemical wastes, and can be widely used in various industrial fields.
도 1은 본 발명에서 제공하는 폐기물 처리장치의 바람직한 일 실시예를 보인 일부 파절 상태의 전체 사시도1 is an overall perspective view of a part fracture state showing a preferred embodiment of the waste treatment apparatus provided by the present invention
도 2는 도 1의 A 부를 발췌한 확대도 및 조각편의 발췌 사시도Figure 2 is an enlarged view and an excerpt perspective view of a fragment A of Figure 1
도 3은 본 발명의 폐기물 처리장치에 사용되는 투입수단과 열분해반응로의 발췌 정면도Figure 3 is a front view of the extraction means and pyrolysis reactor used in the waste treatment apparatus of the present invention
도 4는 본 발명의 폐기물 처리장치의 요부인 열분해반응로의 내부 구성을 보인 일부 파절 상태의 사시도Figure 4 is a perspective view of a partially broken state showing the internal configuration of the pyrolysis reactor which is the main part of the waste treatment apparatus of the present invention
도 5는 본 발명의 폐기물 처리장치의 요부인 열분해반응로의 내부에 축설치되는 열분해로울러를 발췌한 일부 분해 상태의 확대 사시도5 is an enlarged perspective view of a partial decomposition state of the pyrolysis roller installed in the interior of the pyrolysis reactor which is a main part of the waste treatment apparatus of the present invention.
■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■■ Explanation of symbols used in main part of drawing ■
1: 폐기물 처리장치 2: 진공탱크 1: waste treatment device 2: vacuum tank
3: 열분해반응로 4: 출입문 3: pyrolysis furnace 4: door
5: 투입수단 6: 조각편 5: input method 6: piece piece
7: 베이스프레임 8: 작업공간 7: Baseframe 8: Workspace
9: 진공흡입관 10: 수직컨베이어 9: vacuum suction pipe 10: vertical conveyor
11: 수평컨베이어 12: 이송러그 11: horizontal conveyor 12: feed lug
13: 투입공 14,15: 열분해로울러 13:
16,17: 스퍼어기어 18,19: 샤프트 16, 17:
20: 흑연조각 21: 결합공 20: graphite fragment 21: bonding hole
22: 지지봉 23: 수나사 22: support rod 23: male thread
24: 너트 25: 결합공 24: nut 25: coupling hole
26: 전열선 27,28: 초고주파 방전단자 26:
29: 교류코일 30: 흡기관 29: AC coil 30: Intake pipe
31: 펌프 32: 미세분출관31: pump 32: fine ejection tube
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KR19990026212A (en) * | 1997-09-23 | 1999-04-15 | 이종훈 | High temperature melt processing systems and methods for flammable and non-combustible radioactive waste |
KR200383770Y1 (en) | 2005-02-04 | 2005-05-09 | 윤기섭 | Middle and low level radioactive waste treatment system using electric resistance melting plant |
-
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- 2009-04-02 KR KR1020090028437A patent/KR100942802B1/en active IP Right Grant
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