KR100993908B1 - Method of transforming combustible wastes into energy fuel and Gasification system of combustible wastes - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 및 가연성 폐기물의 가스화 장치에 관한 것으로서, 가연성 폐기물을 연료화 하여 발전 에너지의 연료로 활용할 수 있고, 특히 가연성 폐기물을 열분해하는 과정에서 발생된 탄화물 즉, 차르(char)를 연소시켜 가연성 폐기물을 열분해하는 에너지원으로 재사용함으로써, 가연성 폐기물을 열분해하는 에너지 비용을 절감함과 아울러, 가연성 폐기물을 열분해하여 생성된 열분해 합성 가스를 다른 에너지원으로 이용할 수 있게 되어, 에너지 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

Figure R1020080107617

열분해, 폐기물, 로터리 킬른, 차르, 열교환기, 합성가스

The present invention relates to an energy fuelization method of a flammable waste and a gasification apparatus of a flammable waste, which can be used as a fuel for power generation by fueling a flammable waste, and in particular, carbides generated in the process of pyrolyzing flammable waste, that is, char By burning the gas and reusing it as an energy source for pyrolyzing flammable waste, the energy cost of pyrolyzing the combustible waste can be reduced, and the pyrolysis synthesis gas generated by pyrolyzing the combustible waste can be used as another energy source. It can be maximized.

Figure R1020080107617

Pyrolysis, Waste, Rotary Kiln, Char, Heat Exchanger, Syngas

Description

가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 및 가연성 폐기물의 가스화 장치{Method of transforming combustible wastes into energy fuel and Gasification system of combustible wastes}Method of transforming combustible wastes into energy fuel and gasification system of combustible wastes

본 발명은 폐기물의 에너지화 재활용 방법에 관한 것으로서, 특히, 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 및 가연성 폐기물의 가스화 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for energyized recycling of waste, and more particularly to a method for energy fueling flammable waste and a gasification apparatus for flammable waste.

2006년 현재 우리나라 1일 폐기물의 발생량은 약 318,928톤으로 2000년 이후 전체적으로 점진적으로 증가추세에 있으며, 이들 전체 폐기물의 발생량 중 재활용률은 약 83.6%, 매립 약 8.0%, 소각 약 5.4%, 해양배출 약 3.0%의 비율로 처리되고 있다. 이처럼 생활 폐기물 및 산업용 폐기물 등의 배출량은 계속 증가하고 있으나, 매립지 확보의 한계 및 해양 배출 기준의 강화 등으로 인하여 종래의 폐기물 처리 방법은 문제가 계속 제기되어 왔으며, 폐기물을 에너지원으로서의 전환 등 다양한 방법이 모색되고 있다.As of 2006, the amount of daily waste generated in Korea was about 318,928 tons, and it has been gradually increasing since 2000. Among these wastes, the recycling rate is about 83.6%, landfill about 8.0%, incineration about 5.4%, and marine emissions. It is processed at a rate of 3.0%. As such, emissions of household waste and industrial waste continue to increase, but conventional waste treatment methods have been continuously raised due to the limitation of landfill and the strengthening of marine emission standards, and various methods such as conversion of waste into energy sources. Is being sought.

특히, 전세계적으로 일차 에너지원인 석유, 석탄 및 천연가스 등의 화석 연료에 대한 의존도가 약 80% 이상에 이르고 있는 실정이나, 2005년도를 기준으로 전세계적으로 이용 가능한 일차 에너지원의 연료량으로서 석유류는 약 46년, 천연가 스는 약 67년, 석탄은 약 164년, 우라늄은 약 85년 정도인 것으로 파악되고 있다. 이에, 장래에 이러한 일차 에너지원의 고갈에 대응할 수 있는 대체 에너지원의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.In particular, the reliance on fossil fuels such as petroleum, coal, and natural gas, which are the primary energy sources, has reached about 80% or more worldwide. It is estimated that it is about 46 years, natural gas about 67 years, coal about 164 years, and uranium about 85 years. Therefore, the development of alternative energy sources that can cope with such depletion of primary energy sources in the future is urgently required.

따라서, 폐기물을 새로운 에너지원으로 활용할 수 있는 방법에 대하여 다양하게 모색되고 있다. Therefore, various ways of using waste as a new energy source have been sought.

폐기물을 에너지원으로 활용할 수 있는 방법으로는 유기성 폐기물인 음식물 폐기물, 가축 분뇨 및 하수 슬러지 등을 활용하여 바이오 가스를 이용한 바이오 알코올 및 바이오 메탄 등의 활용 방법이 있고, 목질계 바이오매스 및 기타 바이오매스 등을 활용하여 바이오 가스 발전, 고형 연료화 기술 및 바이오 알코올 생산기술 등의 방법이 있으며, 가연성 폐기물을 소각처리하면서 발생되는 여열을 효과적으로 활용하는 방법 및 가연성 폐기물을 연료화 하여 발전 에너지의 연료로 활용하는 방법 등 다양한 방법들이 연구되고 있다. The waste can be used as an energy source by using organic waste such as food waste, livestock manure and sewage sludge, using bio-alcohol and biomethane using biogas, and woody biomass and other biomass. Biogas power generation, solid fuelization technology, and bioalcohol production technology, etc., and the method of effectively utilizing the heat generated by incineration of flammable waste, and fueling combustible waste as fuel for power generation energy. Various methods are being studied.

이 중, 가연성 폐기물을 연료화 하여 발전 에너지의 연료로 활용하는 방법에 대하여 선진국에서는 이미 활발한 연구가 진행되고는 있지만 아직까지 통합적이고 보편적인 기술에 대한 제시와 검증은 이루어지지 않고 있는 상황이다.Among the developed countries, active research on the method of fueling combustible wastes as a fuel for generating energy has been conducted in advanced countries, but the present proposal and verification of integrated and universal technologies have not been made yet.

본 발명은 상기한 요구를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가연성 폐기물을 연료화 하여 발전 에너지의 연료로 활용할 수 있는 통합적인 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described needs, and an object of the present invention is to provide an integrated method and apparatus capable of fueling combustible wastes and using them as fuel for power generation energy.

특히, 본 발명은 가연성 폐기물을 에너지 연료화 하는 방법에 투입되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.In particular, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus capable of efficiently utilizing energy input to a method of energy fueling combustible waste.

즉, 본 발명은 가연성 폐기물을 열분해하는 과정에서 발생된 탄화물 즉, 차르(char)를 연소시켜 가연성 폐기물을 열분해하는데 재사용함으로써, 가연성 폐기물을 열분해하는 에너지 비용을 절감함과 아울러, 가연성 폐기물을 열분해하여 생성된 가연성 가스를 다른 에너지원으로 이용할 수 있게 하여 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 및 가연성 폐기물의 가스화 장치를 제공하는 데 목적이 있다.That is, according to the present invention, the carbides generated in the process of pyrolyzing the combustible waste, ie, char, are burned and reused to pyroly combust the combustible waste, thereby reducing the energy cost of pyrolyzing the combustible waste and thermally decomposing the combustible waste. It is an object of the present invention to provide an energy fueling method of a flammable waste and a gasification apparatus of a flammable waste, which can use the generated combustible gas as another energy source to maximize energy efficiency.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법은, 폐기물 중 가연성 폐기물을 선별하여 분리하는 가연성 폐기물 선별 분리 공정과; 상기 가연성 폐기물 선별 분리 공정에서 얻어진 가연성 폐기물을 로터리 킬른식 가열로를 이용하여 간접가열 방식에 의하여 열분해하여 가스화시킴으로서 열분해 합성 가스를 합성하는 가스화 공정과; 상기 가스화 공정에서 얻어진 열 분해 합성 가스를 정제하는 가스 정제 공정을 포함하고, 상기 가스 정제 공정에서 얻어진 열분해 합성 가스는 수소(H2) 20 ~ 30 부피%, 일산화탄소(CO) 25 ~ 40 부피% 및 메탄(CH4) 5 ~ 10 부피%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.An energy fueling method for combustible wastes according to the present invention for realizing the above object comprises a combustible waste sorting separation process for sorting and separating combustible wastes from wastes; A gasification process of synthesizing pyrolysis syngas by pyrolyzing and combusting the combustible waste obtained in the combustible waste sorting process by an indirect heating method using a rotary kiln type heating furnace; And a gas purification process for purifying the pyrolysis synthesis gas obtained in the gasification process, wherein the pyrolysis synthesis gas obtained in the gas purification process includes 20 to 30% by volume of hydrogen (H 2 ), 25 to 40% by volume of carbon monoxide (CO), and Methane (CH 4 ) It is characterized in that comprises 5 to 10% by volume.

가정용 폐기물 및 산업용 폐기물 등 수많은 종류의 물질이 혼합되어 있는 폐기물 중에서 비가연성 폐기물과 가연성 폐기물을 분리하여 가연성 폐기물만을 선별하여야 한다. Only combustible wastes should be sorted by separating non-combustible and combustible wastes from wastes containing a large number of materials such as household wastes and industrial wastes.

가연성 폐기물만을 선별 분리하는 바람직한 방법은 다음과 같다. The preferred method of screening only flammable waste is as follows.

가연성 폐기물 선별 분리 공정은 폐기물을 적정으로 크기로 분쇄하는 파쇄 단계와, 파쇄 단계에서 얻어진 파쇄 폐기물 중 금속성 물질을 자력을 이용하여 선별 분리해내는 금속성 물질 선별 단계와, 금속성 물질 선별 단계에서 얻어진 파쇄 폐기물을 크기별로 분리하는 크기별 분리단계와, 크기별 분리 단계를 통해 얻어진 각 크기별 폐기물을 풍력을 이용하여 무게별로 분리하는 무게별 분리단계와, 최종 분리된 가연성 폐기물을 20 ~ 40 mm로 분쇄하는 미세 분쇄 단계를 포함할 수 있다. The combustible waste sorting process includes a shredding step of crushing the waste to an appropriate size, a metallic material sorting step of separating and separating the metallic material among the shredding wastes obtained in the shredding step by magnetic force, and a shredding waste obtained in the metallic material sorting step. Size separation step to separate the size by size, the weight separation step of separating each size waste by weight using the wind separation, and the fine grinding step of grinding the final separated combustible waste to 20 ~ 40 mm It may include.

수거된 폐기물은 수많은 종류의 물질을 포함하고, 그 크기도 상당히 넓게 분포하므로, 후 공정의 편의를 위하여 이를 적정한 크기로 파쇄할 필요가 있다. 이 때, 적정한 파쇄 크기는 50 ~ 200 mm로 하는 것이 바람직하다. The collected waste contains many different types of substances, and their sizes are widely distributed, so it is necessary to crush them to a suitable size for the convenience of the post process. At this time, it is preferable that the appropriate crush size be 50 to 200 mm.

또, 주로 금속성 물질은 불연성 물질이므로, 금속성 물질 중 자력으로 분리 가능한 것은 자력을 이용하여 쉽게 선별 분리해 낼 수 있다. In addition, since the metallic material is mainly a non-combustible material, any of the metallic materials that can be separated by magnetic force can be easily separated out using magnetic force.

그리고, 금속성 물질 선별 단계에서 얻어진 파쇄 폐기물을 크기별로 분리하 여, 각 크기별로 분류된 폐기물을 풍력을 이용하여 무게별로 분리함으로서, 주로 무거운 무리로 분류된 폐기물은 불가연성 폐기물로 분류하고, 주로 가벼운 무리로 분류된 폐기물을 가연성 폐기물로 분류하는 것이다. 이 때, 크기별 분리는 트롬멜(Trommel) 선별기를 이용하여 파쇄 폐기물을 크기별로 분리하는 것이 바람직하다. In addition, by separating the crushed waste obtained in the step of sorting the metallic material by size, by separating the waste classified by each size by weight using wind power, the waste classified mainly heavy group is classified as incombustible waste, mainly light Waste classified as a herd is classified as combustible waste. At this time, the separation by size is preferably used to separate the crushed waste by size using a Trommel sorter.

이렇게 선별 분리된 가연성 폐기물을 후공정인 가스화 공정의 원료로 사용하게 되는데, 가스화 공정의 효율을 향상시키기 위하여 가연성 폐기물을 미세 분쇄한다. 이 때, 최종 분리된 가연성 폐기물을 20 ~ 40 mm로 미세 분쇄하여 사용함으로서 후공정인 가스화 공정을 효율을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.The combustible waste separated and separated as described above is used as a raw material for the gasification process, which is a post process, and the combustible waste is finely ground to improve the efficiency of the gasification process. At this time, by using the final separated combustible waste finely pulverized to 20 ~ 40 mm it is possible to greatly improve the efficiency of the gasification process is a post-process.

다음으로, 가연성 폐기물 선별 분리 공정에서 얻어진 가연성 폐기물을 열분해하여 가스화 시키는 가스화 공정을 거침으로서 가연성 폐기물을 효율이 우수한 발전 에너지의 연료로 전환시키는 것이다. Next, by converting the combustible waste into a fuel of power generation energy with high efficiency by going through a gasification process of pyrolyzing and gasifying the combustible waste obtained in the combustible waste sorting separation process.

가연성 폐기물은 대부분이 탄소(C) 화합물로 구성되고, 일부 질소(N), 산소(O), 수소(H) 화합물 등을 포함하고 있다. 이를 연소법에 의하여 공기 즉 산소의 공급 하에 소각하는 경우에는 주로 이산화탄소(CO2)가 발생하고, 이는 지구 온난화의 주요 원인이 되기도 하며, 이는 발전 에너지를 위한 연료로 사용할 수 없는 것이다.The combustible wastes are mostly composed of carbon (C) compounds and contain some nitrogen (N), oxygen (O), hydrogen (H) compounds and the like. In case of incineration under the supply of air or oxygen by the combustion method, mainly carbon dioxide (CO 2 ) is generated, which is a major cause of global warming, which cannot be used as fuel for generating energy.

이에, 주로 탄소화합물(C-H-O) 및 일부 질소화합물(N-H-O) 등을 포함하고 있는 가연성 폐기물과 가연성 폐기물에 포함되어 있는 수분 등을 공기(산소)의 공급 없는 희박 산소 조건에서 가열에 의하여 열분해시켜, 주로 수소(H2) 및 일산화탄소(CO), 메탄(CH4) 등을 포함하는 가연성의 열분해 합성 가스로 합성시킬 수 있는 것이다. 그리고, 이렇게 합성된 열분해 합성 가스를 발전 에너지를 위한 연료로 사용할 수 있는 것이다. Therefore, combustible wastes containing mainly carbon compounds (CHO) and some nitrogen compounds (NHO) and water contained in combustible wastes are thermally decomposed by heating under lean oxygen conditions without supply of air (oxygen). It can be synthesized with a flammable pyrolysis synthesis gas containing hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), methane (CH 4 ), and the like. Then, the synthesized pyrolysis synthesis gas can be used as fuel for power generation energy.

이 때, 가스화 공정은 가연성 폐기물을 투입하여, 공기가 투입되지 않는 밀폐된 장치에서 약 800℃ 이상의 온도로 열분해 시키는 것이 바람직하다.At this time, the gasification process is preferably injected into the combustible waste, it is preferable to thermally decompose to a temperature of about 800 ℃ or more in a sealed device that does not add air.

이러한 가스화 공정을 통한 열분해 합성 가스를 합성하는 가스화 반응식은 아래 화학식으로 대표될 수 있다. The gasification reaction for synthesizing the pyrolysis synthesis gas through this gasification process can be represented by the following formula.

<화학식><Formula>

Figure 112008075768959-pat00001
Figure 112008075768959-pat00001

즉, 투입된 가연성 폐기물과 희박한 산소, 스팀 등이 고온에서 열분해 되면 서 상호간에 상기의 화학 반응식 등의 반응을 통하여, H2, CO, H2O, CO2 CH4, H2S, N2, NH3, HCN 등을 포함하는 열분해 합성 가스와 재(ash), 슬래그(slag), 타르(tar), 분진, 산성가스(SOx, HCl) 등의 오염 부산물이 얻어진다. That is, the injected flammable waste and lean oxygen, steam, and the like are pyrolyzed at high temperature, and react with each other through the above chemical reactions, such as H 2 , CO, H 2 O, CO 2 CH 4 , H 2 S, N 2 , Pyrolysis synthesis gas containing NH 3 , HCN and the like and contamination by-products such as ash, slag, tar, dust, acid gases (SOx, HCl) are obtained.

이렇게 얻어지는 열분해 합성 가스는 주로 수소(H2) 20 ~ 30부피%, 일산화탄소(CO) 25 ~ 40부피%, 메탄(CH4) 5 ~ 10부피%를 포함하여 구성됨으로서, 발전 에너지의 연료로 사용될 때, 발전 효율을 크게 상승시킬 수 있는 것이다.The pyrolysis synthesis gas thus obtained is mainly composed of 20 to 30% by volume of hydrogen (H 2 ), 25 to 40% by volume of carbon monoxide (CO), and 5 to 10% by volume of methane (CH 4 ) to be used as fuel for power generation energy. When the power generation efficiency can be greatly increased.

이렇게 얻어지는 열분해 합성 가스에 포함되어 있는 재(ash), 슬래그(slag), 타르(tar), 분진, 산성가스(SOx, HCl) 등의 오염 부산물을 정제하는 가스 정제 공정을 수행함으로서, 열분해 합성 가스의 발전 에너지 연료로서의 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. The pyrolysis synthesis gas is carried out by performing a gas purification process to purify contaminant by-products such as ash, slag, tar, dust, and acid gases (SOx, HCl) contained in the pyrolysis synthesis gas thus obtained. Can further improve the power generation efficiency as a power generation fuel.

특히, 상기한 가스화 공정은, 상기 가연성 폐기물을 상기 로터리킬른식 가열로에 투입하는 가연성 폐기물 투입단계와; 외부 제공에너지를 이용하여 발생하는 열을 이용하여 상기 로터리킬른식 가열로에 투입된 상기 가연성 폐기물을 열분해 시키는 제1차 가열단계와; 상기 가연성 폐기물을 열분해하여 가스화 시킨 후 부산물로 발생되는 차르(char)를 연소하여 발생하는 열로 상기 로터리킬른식 가열로를 가열하여 상기 가연성 폐기물을 열분해 시키는 제2차 가열단계를 포함하고, 상기 제1차 가열단계에 의하여 상기 가스화 공정을 시작한 후, 상기 제2차 가열단계가 수행된 후에는 상기 제1차 가열단계를 상기 제2차 가열단계와 동시에 수행하거나, 수행하지 않도록 구성될 수 있다.In particular, the gasification process, the combustible waste input step of injecting the combustible waste into the rotary kiln type furnace; A first heating step of thermally decomposing the combustible waste introduced into the rotary kiln type furnace by using heat generated using externally provided energy; And a second heating step of pyrolyzing the combustible waste by heating the rotary kiln type furnace with heat generated by burning the char generated as a by-product after pyrolyzing the combustible waste by gasification. After the gasification process is started by the secondary heating step, the secondary heating step may be performed at the same time as the secondary heating step or not to be performed after the secondary heating step is performed.

이때, 상기 제2차 가열단계에서, 차르(char)를 연소시킬 때, 상기 로터리킬른 가열로를 가열시킨 후 배출되는 고온의 차르 연소가스와 열교환된 외부 공기를 차르 연소실에 투입하여 연소시키는 것이 바람직하다.At this time, in the second heating step, when burning char, it is preferable to inject and burn external air heat-exchanged with the high temperature char combustion gas discharged after the rotary kiln heating furnace is heated to the char combustion chamber. Do.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법은, 폐기물 중 가연성 폐기물을 선별하여 분리하는 가연성 폐기물 선별 분리 공정과; 상기 가연성 폐기물 선별 분리 공정에서 얻어진 가연성 폐기물을 가열로를 이용하여 열분해하여 가스화시킴으로서 열분해 합성 가스를 합성하는 가스화 공정을 포함하되, 상기 가스화 공정은 상기 가연성 폐기물을 상기 가열로에 투입하는 가연성 폐기물 투입단계와; 외부 제공 에너지를 이용하여 발생하는 열을 이용하여 상기 가열로에 투입된 상기 가연성 폐기물을 열분해 시키는 제1차 가열단계와; 상기 가연성 폐기물을 열분해하여 가스화 시킨 후 부산물로 발생되는 차르(char)를 연소하여 이때 발생하는 열로 상기 가열로를 가열하여 상기 가연성 폐기물을 열분해 시키는 제2차 가열단계를 포함하고, 상기 제1차 가열단계에 의하여 상기 가스화 공정을 시작한 후, 상기 제2차 가열단계가 수행된 후에는 상기 제1차 가열단계를 상기 제2차 가열단계와 동시에 수행하거나, 수행하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, an energy fueling method for combustible wastes according to the present invention for realizing the above object is a combustible waste sorting separation step of selecting and separating the combustible wastes from the waste; Including the gasification process of synthesizing pyrolysis synthesis gas by pyrolyzing the combustible waste obtained in the combustible waste sorting separation process using a heating furnace, the gasification process is a combustible waste input step of introducing the combustible waste into the heating furnace. Wow; A first heating step of pyrolyzing the combustible waste introduced into the heating furnace by using heat generated by using externally provided energy; A second heating step of thermally decomposing the combustible waste by heating the furnace with heat generated at this time by burning char generated as a by-product after pyrolyzing the combustible waste by gasification, and heating the first furnace After the gasification process is started by the step, after the second heating step is performed, the first heating step may be performed simultaneously with the second heating step, or may not be performed.

이때에도, 상기 제2차 가열단계에서, 차르(char)를 연소시킬 때, 상기 가열로를 가열시킨 후 배출되는 고온의 차르 연소가스와 열교환된 외부 공기를 차르 연 소실에 투입하여 연소시키는 것이 바람직하다.In this case, when the char is combusted in the second heating step, it is preferable to inject and burn the external air heat-exchanged with the high temperature char combustion gas discharged after the heating furnace is heated to the char combustion chamber. Do.

상기와 같은 방법을 실현하기 위한 본 발명에 따른 가연성 폐기물의 가스화 장치는, 가연성 폐기물을 투입하여 간접 가열 방식으로 열분해하여 가스화시킴으로서 열분해 합성 가스를 합성하여 배출하는 로터리킬른식 가열로와; 상기 로터리킬른식 가열로로부터 가연성 폐기물을 열분해하는 과정에서 발생된 부산물인 차르(char)를 제공받아, 이 차르를 연소시켜 연소 가스를 상기 로터리킬른식 가열로에 제공하여 가연성 폐기물을 열분해 시키는 차르 연소로를 포함한 것을 특징으로 한다.Gasification apparatus of a flammable waste according to the present invention for realizing the above method, rotary kiln type furnace for synthesizing and discharging the pyrolysis synthesis gas by injecting the flammable waste and pyrolysis by gas indirect heating method; Char combustion which receives char which is a by-product generated in the process of pyrolyzing flammable waste from the rotary kiln type furnace, and burns this char to supply combustion gas to the rotary kiln type furnace to pyroly decompose flammable waste. It is characterized by including a furnace.

상기 가연성 폐기물의 가스화 장치는 외부에서 제공되는 에너지를 이용하여 상기 로터리킬른식 가열로를 가열하는 제1차 가열기가 포함되어 구성되는 것이 바람직하다.The gasification apparatus of the combustible waste is preferably configured to include a primary heater for heating the rotary kiln type furnace using energy provided from the outside.

상기 로터리킬른식 가열로는 외통체와 내통체의 이중 구조로 이루어지고, 상기 차르 연소로에서 제공된 연소가스가 외통체와 내통체 사이를 통과하면서 내통체를 가열할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The rotary kiln heating furnace is composed of a double structure of the outer cylinder and the inner cylinder, it is preferable that the combustion gas provided in the char combustion furnace is configured to heat the inner cylinder while passing between the outer cylinder and the inner cylinder.

이때, 상기 내통체는 상기 외통체 내부에 회전 가능하도록 지지되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the inner cylinder is rotatably supported inside the outer cylinder.

상기 로터리킬른식 가열로는, 가연성 폐기물 진행 방향에 대하여 외통체의 앞쪽 부분에 상기 차르 연소로에서 제공되는 차르 연소가스 유입되는 차르열 유입구가 배치되고, 외통체의 뒤쪽 부분에 로터리킬른식 가열로를 가열한 차르 연소가 스가 배출되는 배출구가 위치될 수 있다.The rotary kiln type heating furnace is provided with a char-heat inlet through which char combustion gas supplied from the char combustion furnace is introduced in the front portion of the outer cylinder with respect to the flammable waste traveling direction, and the rotary kiln type furnace at the rear portion of the outer cylinder. An outlet for discharging char combustion gas which is heated may be located.

그리고 상기 차르 연소로에 외부 공기를 공급하는 관로 상에 설치되어 상기 로터리킬른식 가열로를 가열하고 배출된 차르 연소가스를 이용하여 외부 공기를 열교환시켜 공급하는 열교환기를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.And a heat exchanger installed on a pipeline for supplying external air to the char combustion furnace to heat the rotary kiln type heating furnace and heat the external air by using the discharged char combustion gas. .

본 발명에 따른 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 및 가연성 폐기물의 가스화 장치는, 가연성 폐기물을 연료화 하여 발전 에너지의 연료로 활용할 수 있는 효과가 있다.The energy fuelization method of the combustible waste and the gasification apparatus of the combustible waste according to the present invention has the effect that can be used as a fuel for generating energy by fueling the combustible waste.

특히, 본 발명은 가연성 폐기물을 에너지 연료화 하는 방법에 투입되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.In particular, the present invention has the effect of efficiently utilizing the energy input to the method of energy fueling the combustible waste.

즉, 본 발명은 가연성 폐기물을 열분해하는 과정에서 발생된 탄화물 즉, 차르(char)를 연소시켜 가연성 폐기물을 열분해하는 에너지원으로 재사용함으로써, 가연성 폐기물을 열분해하는 에너지 비용을 절감함과 아울러, 가연성 폐기물을 열분해하여 생성된 열분해 합성 가스를 다른 에너지원으로 이용할 수 있게 되어, 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.That is, according to the present invention, the carbide generated during the pyrolysis of the combustible waste, that is, char is burned and reused as an energy source for pyrolyzing the combustible waste, thereby reducing the energy cost of pyrolyzing the combustible waste and combustible waste. The pyrolysis synthesis gas generated by pyrolysis can be used as another energy source, thereby maximizing energy efficiency.

이하, 본 발명을 실시할 수 있는 구체적인 형태에 대하여 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법의 전체 공정도를 나타낸 것이고, 도 2는 가연성 폐기물 선별 분리 공정의 세부 공정도를 나타낸 것이다. 그리고 도 3은 가스화 공정의 세부 공정도를 나타낸 것이며, 도 4는 이를 수행하기 위한 본 발명의 가연성 폐기물 가스화 장치를 나타낸 구성도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the specific form which can implement this invention is demonstrated in detail with reference to drawings. Figure 1 shows the overall process of the energy fueling method of combustible wastes according to the present invention, Figure 2 shows a detailed process of the combustible waste sorting separation process. And Figure 3 shows a detailed process diagram of the gasification process, Figure 4 is a block diagram showing a flammable waste gasification apparatus of the present invention for performing this.

먼저, 폐기물 중에서 비가연성 폐기물과 가연성 폐기물을 분리하여 가연성 폐기물만을 선별하는 가연성 폐기물 선별 분리 공정(S100)을 수행한다. 그 세부 공정은 도 2와 같이 수행한다.First, a flammable waste sorting separation process (S100) for separating only non-flammable waste and combustible waste from waste is performed. The detailed process is performed as shown in FIG.

즉, 파쇄 단계(S110)로서 폐기물을 일반폐기물 파쇄 장치를 이용하여 50 ~ 200 mm 크기로 분쇄한다.That is, as a shredding step (S110), the waste is ground to a size of 50 ~ 200 mm using a general waste shredding device.

그리고, 금속성 물질 선별 단계(S120)로서 파쇄 단계에서 얻어진 파쇄 폐기물 중 금속성 물질을 자력 선별기를 통하여 선별 분리해낸다.In addition, the metallic material in the crushed waste obtained in the crushing step as the metallic material sorting step (S120) is separated out through a magnetic sorting machine.

이와 같이 금속성 물질을 선변 분리해내고 남은 나머지 폐기물을 트롬멜 선별기를 통하여 100mm이상의 크기와, 40 ~ 100mm의 크기와 40mm 이하의 크기로 3단의 크기별로 분리하는 크기별 분리 단계(130)를 수행한다.In this way, the separation of the metal material by side separation and the remaining waste is separated through the trommel sorter to separate the size of the three stages by size of more than 100mm, size of 40 ~ 100mm and size of less than 40mm by three stages. .

그리고, 3단의 크기별로 분리된 폐기물을 무게별로 분리하기 위하여 풍력 장치를 이용하여 무게별 분리 단계(140)를 수행한다. 즉, 풍력 장치를 이용하여 주로 가벼운 무리로 분리된 부분을 가연성 폐기물로 분리하여 선별한다.Then, to separate the waste separated by the size of the three stages by weight using a wind power unit to perform the separation step by weight 140. In other words, wind turbines are used to separate parts separated into combustible wastes, which are mainly separated into light clusters.

이렇게 선별 분리된 가연성 폐기물을 20 ~ 40mm 크기로 미세 분쇄하는 미세 분쇄 단계(S150)를 수행한다.The finely divided combustible waste is finely pulverized to a size of 20 to 40 mm (S150).

다음으로, 가연성 폐기물 선별 분리 공정(S100)에서 얻어진 가연성 폐기물을 도 4에 도시된 바와 같은 로터리킬른식 가열로(20)를 이용하여 간접가열 방식에 의하여 열분해하여 가스화시킴으로서 열분해 합성 가스를 합성하는 가스화 공정(S200)을 수행한다.Next, gasification of synthesizing pyrolysis synthesis gas by pyrolyzing and combusting the combustible waste obtained in the combustible waste sorting separation process (S100) by an indirect heating method using a rotary kiln type heating furnace 20 as shown in FIG. The process (S200) is performed.

즉, 가스화 공정(S200)은 외부로부터 공기 유입이 없는 밀폐된 가스화 장치의 가열로 즉, 로터리킬른식 가열로(20)에 선별 분리되어 투입된 가연성 폐기물을 교반하면서, 약 800℃의 온도로 약 1시간 동안 열분해시킴으로서 열분해 합성 가스를 합성한다. That is, the gasification process (S200) is about 1 at a temperature of about 800 ° C. while stirring the combustible wastes that are selectively separated into the heating furnace, that is, the rotary kiln type heating furnace 20, without the inflow of air from the outside. The pyrolysis synthesis gas is synthesized by pyrolysis for time.

이러한 가스화 공정(S200)은 도 3 및 도 4를 참고하면, 가연성 폐기물 선별 분리 공정(S100)을 통해 선별 분리된 가연성 폐기물을 상기 로터리킬른식 가열로(20)에 투입하는 가연성 폐기물 투입단계(S210)를 수행한다.3 and 4, the gasification process (S200), the combustible waste input step of injecting the combustible waste separated by the sorting through the combustible waste sorting separation process (S100) to the rotary kiln type heating furnace 20 (S210). ).

그리고, 외부 제공에너지를 이용하여 발생하는 열을 이용하여 상기 로터리킬른식 가열로(20)에 투입된 상기 가연성 폐기물을 가열하는 제1차 가열단계(S220)를 수행한다. 이때 외부 제공에너지는 LPG, 경유 등 일반적으로 널리 사용되는 화석 연료 등을 이용할 수 있다. 물론 전기 에너지나 기타 열을 발생시키는 다른 에너지를 사용하는 것도 가능하다.Then, the first heating step (S220) for heating the combustible waste introduced into the rotary kiln type heating furnace 20 using the heat generated by using the external energy provided. At this time, the externally provided energy may use fossil fuels that are generally widely used, such as LPG and diesel. Of course, it is also possible to use other energy to generate electrical energy or other heat.

그리고, 상기 가연성 폐기물을 열분해하여 가스화 시킨 후 부산물로 발생되는 차르(char)를 연소하여 발생하는 열을 상기 로터리킬른식 가열로(20)에 투입하여 상기 가연성 폐기물을 가열하는 제2차 가열단계(S230)를 수행한다.And a second heating step of heating the combustible waste by injecting the heat generated by burning the char (char) generated as a by-product after the pyrolysis of the combustible waste by gasification (20) ( S230).

이때, 상기 제1차 가열단계(S220)에 의하여 상기 가스화 공정을 시작한 후, 상기 제2차 가열단계(S230)가 수행된 후에는 상기 제1차 가열단계(S220)를 상기 제2차 가열단계(S230)와 동시에 수행하거나, 수행하지 않을 수 있다.In this case, after the gasification process is started by the first heating step S220, after the second heating step S230 is performed, the first heating step S220 is performed in the second heating step. At the same time as (S230) or may not be performed.

또한 상기 제2차 가열단계(S230)에서, 차르(char)를 연소시킬 때, 상기 로터리킬른식 가열로(20)에서 배출된 고온의 배기가스와 열교환되어 예열된 외부 공기를 차르 연소실(40)에 투입하여 연소시킨다.In addition, in the second heating step S230, when burning char, the char combustion chamber 40 exchanges preheated external air with heat exchanged with the high-temperature exhaust gas discharged from the rotary kiln type heating furnace 20. It is injected into and burned.

상기와 달리, 제1차 가열단계(S220)를 수행하지 않은 상태에서 바로 제2차 가열단계를 실시할 수 있다. 물론 바람직하게는 제1차 가열단계와 제2차 가열단계를 순차적으로 진행하는 것이 바람직하다.Unlike the above, the second heating step may be performed immediately in a state in which the first heating step S220 is not performed. Of course, preferably, the first heating step and the second heating step are sequentially performed.

상기와 같은 가스화 공정(S200) 등을 수행하기 위한 본 발명에 따른 가스화 장치에 대해서는 도 4를 참조하여 아래에서 자세히 설명하기로 하고, 가스 정제 공정(S300)에 대하여 간단히 설명한다.The gasification apparatus according to the present invention for performing the gasification process (S200) as described above will be described in detail below with reference to FIG. 4, and the gas purification process (S300) will be briefly described.

가스화 공정(S200)을 통하여 얻어진 열분해 합성 가스에 포함되어 있는 재(ash), 슬래그(slag), 타르(tar), 분진 등의 오염 부산물을 정제 장치를 통하여 정제하는 가스 정제 공정(S300)을 수행함으로서 최종적으로 열분해 합성 가스를 얻을 수 있다. Performing a gas purification step (S300) for purifying contaminant by-products such as ash, slag, tar, dust, and the like contained in the pyrolysis synthesis gas obtained through the gasification process (S200). Finally, pyrolysis synthesis gas can be obtained.

이렇게 얻어진 열분해 합성 가스의 성분 및 성분비를 분석한 결과는 하기 표 1과 같다. 열분해 합성가스의 성분 및 성분비는 가스크로마토그래피를 이용하여 측정하였다. The results of analyzing the components and component ratios of the pyrolysis synthesis gas thus obtained are shown in Table 1 below. The components and the component ratios of the pyrolysis syngas were measured using gas chromatography.

성분ingredient 성분비(부피%)Component ratio (% by volume) H2 H 2 20.520.5 COCO 26.126.1 CO2 CO 2 19.819.8 C2H4 C 2 H 4 12.912.9 CH4 CH 4 7.27.2 N2 N 2 5.65.6 C2H6 C 2 H 6 4.14.1 O2 O 2 1.11.1 기타Etc 2.72.7

즉, 이렇게 얻어진 열분해 합성 가스는 수소(H2)를 20~30부피%, 일산화탄소(CO)를 25~40부피% 및 메탄(CH4)을 5 ~ 10부피%를 포함하여 구성되었음을 알 수 있다. In other words, it can be seen that the pyrolysis synthesis gas thus obtained comprises 20 to 30% by volume of hydrogen (H 2 ), 25 to 40% by volume of carbon monoxide (CO) and 5 to 10% by volume of methane (CH 4 ). .

이제, 상기에서 언급한 본 발명에 따른 가연성 폐기물의 가스화 장치에 대하여 자세히 설명한다.Now, the gasification apparatus of the combustible waste according to the present invention mentioned above will be described in detail.

본 발명의 가연성 폐기물의 가스화 장치는, 도 4를 참조하면, 폐기물 저장조(10), 로터리킬른식 가열로(20), 차르 연소로(40), 열교환기(50), 가스 정제장치(30) 등으로 구성되는데, 각각의 구성에 대하여 상세히 설명한다.The gasification apparatus of the combustible waste of the present invention, referring to Figure 4, waste storage tank 10, rotary kiln type heating furnace 20, char combustion furnace 40, heat exchanger 50, gas purification device 30 It consists of, etc., each configuration will be described in detail.

먼저, 상기 폐기물 저장조(10)는, 상기한 가연성 폐기물 선별 분리 공정(S100)을 통해 선별된 가연성 폐기물이 저장된다. 물론, 폐기물 저장조(10)는 선별 분리되기 전의 폐기물을 투입하여, 상기 로터리킬른식 가열로(20)로 공급되는 과정에서, 가연성 폐기물 선별 분리 공정(S100)을 진행할 수 있도록 구성할 수도 있다.First, the waste storage tank 10, the combustible waste sorted through the above-described flammable waste sorting separation process (S100) is stored. Of course, the waste storage tank 10 may be configured to input the waste before the screening separation, in the process of supplying to the rotary kiln-type heating furnace 20, the combustible waste screening separation process (S100).

참조 번호 12는 폐기물 저장조(10)에서 로터리킬른식 가열로(20)에 가연성 폐기물을 공급하는 관로를 나타내고, 14는 가연성 폐기물을 압송하는 스크루 장치이며, 도 16은 가연성 폐기물을 로터리킬른식 가열로(20) 내부로 투입하는 피더를 나타낸다. 이때 피더(16)는 로터리킬른식 가열로(20)에 가연성 폐기물을 일정 주기로 공급하도록 구성되는 것이 바람직하며, 또 로터리킬른식 가열로(20)의 입구를 막아주는 역할도 동시에 수행한다. Reference numeral 12 denotes a conduit for supplying combustible waste to the rotary kiln type furnace 20 in the waste storage tank 10, 14 is a screw device for transporting combustible waste, and FIG. 16 shows a rotary kiln type furnace for combustible waste. (20) The feeder to be introduced into the inside is shown. At this time, the feeder 16 is preferably configured to supply a combustible waste to the rotary kiln type heating furnace 20 at regular intervals, and also serves to block the inlet of the rotary kiln type heating furnace 20 at the same time.

다음, 상기 로터리킬른식 가열로(20)는, 상기 폐기물 저장조(10)로부터 공급된 가연성 폐기물을 간접 가열 방식으로 열분해하여 가스화시킴으로서 열분해 합성 가스를 합성하여 배출하도록 구성된다.Next, the rotary kiln type heating furnace 20 is configured to synthesize and discharge the pyrolysis synthesis gas by pyrolyzing and combusting the combustible waste supplied from the waste storage tank 10 by indirect heating.

이러한 로터리킬른식 가열로(20)는 외통체(21)와 내통체(22)로 된 이중 구조로 구성되는데, 내통체(22)는 내부가 밀폐된 상태에서 가연성 폐기물이 통과하면서 열분해될 수 있도록 구성되고, 외통체(21)는 내통체(22)가 내부에서 회전 가능하도록 지지함과 아울러, 후술할 제1차 가열기(23)에 의해 가열되거나 내통체(22)와의 사이에 차르 연소가스가 통과하면서 가열될 수 있도록 구성된다.The rotary kiln type heating furnace 20 is composed of a double structure consisting of the outer cylinder 21 and the inner cylinder 22, the inner cylinder 22 so that the combustible waste can be thermally decomposed while the inside is sealed. The outer cylinder 21 supports the inner cylinder 22 so as to be rotatable therein, and is also heated by the primary heater 23 to be described later, or char combustion gas is formed between the inner cylinder 22 and the outer cylinder 21. It is configured to be heated while passing.

여기서 제1차 가열기(23)는 LPG, 경유, 기타 에너지 등 외부에서 제공되는 에너지를 이용하여 상기 로터리킬른식 가열로(20)를 가열하는 버너 장치이다.Here, the primary heater 23 is a burner device for heating the rotary kiln type heating furnace 20 using energy provided from the outside such as LPG, diesel, and other energy.

다음, 상기 차르 연소로(40)는, 상기 로터리킬른식 가열로(20)로부터 가연성 폐기물을 열분해하는 과정에서 발생된 부산물인 탄화물 즉, 차르(char)를 제공받아, 이 차르를 연소시켜 이때 발생하는 연소 가스를 다시 상기 로터리킬른식 가열로(20)의 내통체(22)와 외통체(21) 사이의 공간으로 제공하여 내통체(22) 내부를 통과하는 가연성 폐기물을 열분해 시킬 수 있도록 구성된다.Next, the char combustion furnace 40 receives carbide, that is, char, which is a by-product generated in the process of pyrolyzing combustible waste from the rotary kiln type heating furnace 20, and burns the char to generate the char. It is configured to provide a combustion gas to the space between the inner cylinder 22 and the outer cylinder 21 of the rotary kiln type heating furnace 20 to thermally decompose the combustible waste passing through the inner cylinder 22. .

이러한 차르 연소로(40)는 상기 로터리킬른식 가열로(20)와 차르공급관로(42)를 통해 연결되고, 차르공급관로(42) 상에는 유압 장치(44) 등에 의해 작동되는 차르 투입기(45)가 구비된다. 참조 번호 41은 로터리킬른식 가열로(20)에서 배출된 차르를 스크루 등을 이용하여 강제로 이송시키는 차르 이송장치를 나타낸다.The char combustion furnace 40 is connected via the rotary kiln type heating furnace 20 and the char supply pipe 42, and the char injector 45 operated by the hydraulic device 44 or the like on the char supply pipe 42. Is provided. Reference numeral 41 denotes a char transfer device for forcibly transferring the char discharged from the rotary kiln type heating furnace 20 using a screw or the like.

또한 차르 연소로(40)는 그 내부에 차르를 연소시키는 버너(46)가 구비되고, 또 하부에는 차르를 연소시키고 남은 재를 배출할 수 있도록 연소 잔류물 배출부(47)가 구비된다. 상부 일측에는 차르가 연소되면서 발생된 연소 가스(배기가스)를 상기 로터리킬른식 가열로(20)의 외통체(21) 내부로 공급하는 차르 연소가스 공급관로(48)가 연결된다.In addition, the char combustion furnace 40 is provided with a burner 46 for burning char in the inside thereof, and a combustion residue discharge portion 47 is provided at the bottom to burn the char and discharge the remaining ash. The upper one side is connected to the char combustion gas supply pipe 48 for supplying the combustion gas (exhaust gas) generated while the char is burned into the outer cylinder 21 of the rotary kiln type heating furnace 20.

이와 같은 차르 연소로(40)는 차르를 연소시키기 위해서는 산소 공급이 필요하게 되는 바, 상기 열교환기(50)를 통과하면서 약 150℃ ~ 300℃ 정도로 예열된 외부 공기가 유입되도록 구성된다. 이와 같이 열교환기(50)를 통과하면서 고온으로 예열된 공기가 차르 연소로(40)로 도입됨에 따라 적은 에너지를 사용하면서 차르를 보다 효율적으로 연소시켜 대략 800℃ 정도의 차르 연소 가스를 로터리킬른식 가열로(20)에 제공하여 가연성 폐기물을 열분해 시킬 수 있게 된다.The char combustion furnace 40 is required to supply oxygen to burn the char, and is configured such that external air preheated to about 150 ° C to 300 ° C is introduced while passing through the heat exchanger 50. As the air preheated to a high temperature while passing through the heat exchanger 50 is introduced into the char combustion furnace 40, the char is burned more efficiently, using less energy, and the char combustion gas of about 800 ° C. is rotary kiln type. The heating furnace 20 may be provided to pyrolyze the combustible waste.

열교환기(50)는, 상기 차르 연소로(40)에 외부 공기를 공급하는 외기공급관(51)로 상에 설치되어 상기 로터리킬른식 가열로(20)의 외통체(21)에서 배기가스관로(53)를 통해 배출된 차르 연소가스를 이용하여 외부 공기를 열교환시킬 수 있도록 구성된다.The heat exchanger 50 is installed on an external air supply pipe 51 for supplying external air to the char combustion furnace 40, and the exhaust gas pipe in the outer cylinder 21 of the rotary kiln type heating furnace 20. It is configured to heat the outside air by using the char combustion gas discharged through 53).

참조 번호 55는 상기 열교환기(50) 및 차르 연소로(40)로 연소용 공기를 공급하는 압입 송풍기를 나타내고, 참조 번호 56은 로터리킬른식 가열로(20)를 가열한 차르 연소가스(배기가스)를 강제 배출하기 위한 유인 송풍기를 나타낸다. 그리고 참고 번호 57은 차르 연소가스를 밖으로 배출하는 연돌을 나타낸다.Reference numeral 55 denotes a pressurized blower for supplying combustion air to the heat exchanger 50 and the char combustion furnace 40, and reference numeral 56 denotes a char combustion gas (exhaust gas) heating the rotary kiln type heating furnace 20. Induced drawer blower for forced discharge. And reference numeral 57 denotes a stack to discharge char combustion gas outside.

상기한 로터리킬른식 가열로(20)에서, 가연성 폐기물 진행 방향에 대하여 외통체(21) 앞쪽 부분에 상기 차르 연소로(40)에서 제공되는 차르 연소열이 유입되도록 상기 차르공급관로(48)가 연결되는 차르열 유입구(49)가 배치되고, 외통체(21)의 뒤쪽 부분에 상기 배기가스관로(53)와 연결되는 배출구(52)가 위치된 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다.In the rotary kiln type heating furnace 20, the char supply pipe 48 is connected so that the char combustion heat provided from the char combustion furnace 40 is introduced into the front portion of the outer cylinder 21 with respect to the flammable waste traveling direction. Char heat inlet 49 is disposed, it is preferably made of a configuration in which the discharge port 52 is connected to the exhaust gas pipe 53 is located in the rear portion of the outer cylinder (21).

결국, 상기와 같은 로터리킬른식 가열로(20)는, 가연성 폐기물이 내통체(22) 내부를 통과하면서 이동할 때, 1차적으로는 제1차 가열기(23)에 의해 외통체(21)가 가열되어 간접 가열 방식으로 내통체(22) 내부를 통과하는 가연성 폐기물을 열분해시키고, 2차적으로는 가연성 폐기물을 열분해하는 과정에서 발생된 탄화물 즉, 차르를 차르 연소로(40)에서 연소시켜 발생한 연소 가스(배기가스)를 외통체(21)와 내통체(22) 사이의 공간으로 통과시키면서 내통체(22)를 가열하여 가연성 폐기물을 열분해 시킬 수 있도록 구성되는 것이다.As a result, in the rotary kiln type heating furnace 20 as described above, when the combustible waste moves while passing through the inner cylinder 22, the outer cylinder 21 is primarily heated by the primary heater 23. And pyrolysis of the combustible waste passing through the inner cylinder 22 by indirect heating, and secondly, the combustion gas generated by burning the char in the process of pyrolyzing the combustible waste, that is, char in the char combustion furnace 40. The exhaust gas is passed through the space between the outer cylinder 21 and the inner cylinder 22 to heat the inner cylinder 22 to thermally decompose the combustible waste.

다음, 가스 정제장치(30)는, 상기 로터리킬른식 가열로(20)에서 배출된 열분해 합성 가스에 포함되어 있는 재(ash), 슬래그(slag), 타르(tar), 분진, 산성가스(SOx, HCl) 등의 오염 부산물을 정제하는 장치로서, 이는 열분해 합성 가스의 발전 에너지 연료로서의 발전 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.Next, the gas purification device 30 is ash, slag, tar, dust, acidic gas (SOx) contained in the pyrolysis synthesis gas discharged from the rotary kiln type heating furnace 20. As a device for purifying contaminant by-products such as HCl), it is possible to further improve the power generation efficiency of the pyrolysis synthesis gas as power generation fuel.

본 발명에서, 상기 열분해 합성가스를 다시 로터리킬른식 가열로(20)를 가열하는데 이용하지 않고 가스 정제장치(30)에서 정제된 가스를 발전 에너지 연료 또는 다른 용도의 에너지원으로 이용할 수 있게 됨에 따라 종래 에너지 시스템보다 에너지 이용 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.In the present invention, as the pyrolysis syngas is not used to heat the rotary kiln type furnace 20 again, the purified gas in the gas purification apparatus 30 can be used as an energy source for generating energy fuel or other uses. It is possible to maximize the energy utilization efficiency than the conventional energy system.

도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법의 전체 공정도이다.1 is an overall process diagram of an energy fueling method of a combustible waste according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일구현예에 따른 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 중 가연성 폐기물 선별 분리 공정의 세부 공정도이다.2 is a detailed process diagram of the combustible waste sorting separation process of the energy fuelization method of the combustible waste according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일구현예에 따른 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 중 가스화 공정의 세부 공정도이다.3 is a detailed process diagram of a gasification process of the energy fuelization method of the combustible waste according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가연성 폐기물 가스화 장치를 나타낸 구성도이다.4 is a block diagram showing a flammable waste gasification apparatus according to an embodiment of the present invention.

Claims (12)

폐기물 중 가연성 폐기물을 선별하여 분리하는 가연성 폐기물 선별 분리 공정과; 상기 가연성 폐기물 선별 분리 공정에서 얻어진 가연성 폐기물을 밀폐식 로터리킬른식 가열로에 투입하여 간접가열 방식에 의하여 열분해하여 가스화시킴으로서 열분해 합성 가스를 합성하되, 상기 로터리킬른식 가열로의 내부에 공기를 투입하지 않은 상태에서 상기 가연성 폐기물을 800℃ 이상의 온도로 가열하여 열분해 시키는 가스화 공정과; 상기 가스화 공정에서 얻어진 열분해 합성 가스를 정제하는 가스 정제 공정을 포함하고;Flammable waste sorting separation process for sorting and separating combustible wastes from wastes; The pyrolysis synthesis gas is synthesized by injecting the combustible waste obtained in the combustible waste sorting process into a closed rotary kiln type furnace and pyrolyzing and gasifying by indirect heating method, but does not add air into the rotary kiln type furnace. A gasification step of pyrolyzing the combustible waste by heating it to a temperature of 800 ° C. or higher in a non-existing state; A gas purification step of purifying the pyrolysis synthesis gas obtained in the gasification step; 상기 가스화 공정은 상기 가연성 폐기물을 상기 로터리킬른식 가열로에 투입하는 가연성 폐기물 투입단계와; 외부 제공에너지를 이용하여 발생하는 열을 이용하여 상기 로터리킬른식 가열로에 투입된 상기 가연성 폐기물을 열분해 시키는 제1차 가열단계와; 상기 가연성 폐기물을 열분해하여 가스화 시킨 후 부산물로 발생되는 차르(char)를 연소하여 발생하는 열로 상기 로터리킬른식 가열로를 가열하여 상기 가연성 폐기물을 열분해 시키는 제2차 가열단계를 포함하고, The gasification process includes a combustible waste input step of injecting the combustible waste into the rotary kiln type heating furnace; A first heating step of thermally decomposing the combustible waste introduced into the rotary kiln type furnace by using heat generated using externally provided energy; And a second heating step of pyrolyzing the combustible waste by heating the rotary kiln type furnace with heat generated by burning the char generated as a by-product after pyrolyzing the combustible waste by gasification, 상기 제1차 가열단계에 의하여 상기 가스화 공정을 시작한 후, 상기 제2차 가열단계가 수행된 후에는 상기 제1차 가열단계를 상기 제2차 가열단계와 동시에 수행하거나, 수행하지 않고,After the gasification process is started by the first heating step, after the second heating step is performed, the first heating step is performed simultaneously with or without the second heating step, 상기 제2차 가열단계에서, 차르(char)를 연소시킬 때, 상기 로터리킬른 가열로를 가열시킨 후 배출되는 고온의 차르 연소가스와 열교환된 외부 공기를 차르 연소실에 투입하여 연소시키는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법.In the second heating step, when the char is combusted, the rotary kiln heating furnace is heated, and the external air heat-exchanged with the high-temperature char combustion gas discharged after heating is input to the char combustion chamber, characterized in that for combustion. Method of energy fueling flammable waste. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가스 정제 공정에서 얻어진 열분해 합성 가스는 수소(H2) 20 ~ 30 부피%, 일산화탄소(CO) 25 ~ 40 부피% 및 메탄(CH4) 5 ~ 10 부피%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법.The pyrolysis synthesis gas obtained in the gas purification process comprises 20 to 30% by volume of hydrogen (H 2 ), 25 to 40% by volume of carbon monoxide (CO) and 5 to 10% by volume of methane (CH 4 ). Method of energy fueling flammable waste. 삭제delete 삭제delete 폐기물 중 가연성 폐기물을 선별하여 분리하는 가연성 폐기물 선별 분리 공정과; 상기 가연성 폐기물 선별 분리 공정에서 얻어진 가연성 폐기물을 밀폐된 가열로에 투입하고, 가열로 내부에 공기를 투입하지 않은 상태에서 가연성 폐기물을 간접가열 방식에 의하여 열분해하여 가스화시킴으로서 열분해 합성 가스를 합성하는 가스화 공정을 포함하되,Flammable waste sorting separation process for sorting and separating combustible wastes from wastes; A gasification process for synthesizing pyrolysis synthesis gas by injecting the flammable waste obtained in the combustible waste sorting separation process into a closed heating furnace and pyrolyzing and combusting the combustible waste by indirect heating in a state where no air is introduced into the heating furnace. Including, 상기 가스화 공정은 상기 가연성 폐기물을 상기 가열로에 투입하는 가연성 폐기물 투입단계와; 외부 제공 에너지를 이용하여 발생하는 열을 이용하여 상기 가열로에 투입된 상기 가연성 폐기물을 열분해 시키는 제1차 가열단계와; 상기 가연성 폐기물을 열분해하여 가스화 시킨 후 부산물로 발생되는 차르(char)를 연소하여 이때 발생하는 열로 상기 가열로를 가열하여 상기 가연성 폐기물을 열분해 시키는 제2차 가열단계를 포함하고, The gasification process includes a combustible waste input step of injecting the combustible waste into the heating furnace; A first heating step of pyrolyzing the combustible waste introduced into the heating furnace by using heat generated by using externally provided energy; And a second heating step of thermally decomposing the combustible waste by pyrolyzing the combustible waste and gasifying and burning char generated as a by-product and heating the furnace with heat generated at this time. 상기 제1차 가열단계에 의하여 상기 가스화 공정을 시작한 후, 상기 제2차 가열단계가 수행된 후에는 상기 제1차 가열단계를 상기 제2차 가열단계와 동시에 수행하거나, 수행하지 않고,After the gasification process is started by the first heating step, after the second heating step is performed, the first heating step is performed simultaneously with or without the second heating step, 상기 제2차 가열단계에서, 차르(char)를 연소시킬 때, 상기 가열로를 가열시킨 후 배출되는 고온의 차르 연소가스와 열교환된 외부 공기를 차르 연소실에 투입하여 연소시키는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법.In the second heating step, when burning char, the combustible waste, characterized in that by inputting the external air heat-exchanged with the high temperature char combustion gas discharged after heating the heating furnace into the char combustion chamber for combustion. Method of energy fueling. 삭제delete 가연성 폐기물을 투입하여 간접 가열 방식으로 열분해하여 가스화시킴으로서 열분해 합성 가스를 합성하여 배출하는 로터리킬른식 가열로와;A rotary kiln-type furnace for synthesizing and discharging pyrolysis synthesis gas by injecting flammable waste and pyrolyzing by indirect heating to gasify; 상기 로터리킬른식 가열로로부터 가연성 폐기물을 열분해하는 과정에서 발생된 부산물인 차르(char)를 제공받아, 이 차르를 연소시켜 발생하는 연소 가스를 상기 로터리킬른식 가열로에 제공하여 가연성 폐기물을 열분해 시키는 차르 연소로를 포함한 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 가스화 장치.Received char (char) which is a by-product generated in the process of pyrolyzing combustible waste from the rotary kiln type furnace, and provides the combustion gas generated by burning the char to the rotary kiln type furnace to pyroly decompose the combustible waste. A gasification apparatus for flammable waste, comprising a char combustion furnace. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 가연성 폐기물의 가스화 장치는 외부에서 제공되는 에너지를 이용하여 상기 로터리킬른식 가열로를 가열하는 제1차 가열기가 포함된 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 가스화 장치.The gasifier of the combustible waste gasifier of the combustible waste, characterized in that it comprises a primary heater for heating the rotary kiln type furnace using energy provided from the outside. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 로터리킬른식 가열로는 외통체와 내통체의 이중 구조로 이루어지고, 상기 차르 연소로에서 제공된 연소가스가 외통체와 내통체 사이를 통과하면서 내통체 를 가열할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 가스화 장치.The rotary kiln heating furnace is composed of a double structure of the outer cylinder and the inner cylinder, flammability characterized in that the combustion gas provided in the char combustion furnace is configured to heat the inner cylinder while passing between the outer cylinder and the inner cylinder. Gasification of waste. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 내통체는 상기 외통체 내부에 회전 가능하도록 지지되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 가스화 장치.The gas cylinder of the combustible waste, characterized in that the inner cylinder is rotatably supported inside the outer cylinder. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 로터리킬른식 가열로는, 가연성 폐기물 진행 방향에 대하여 외통체의 앞쪽 부분에 상기 차르 연소로에서 제공되는 차르 연소가스 유입되는 차르열 유입구가 배치되고, 외통체의 뒤쪽 부분에 로터리킬른식 가열로를 가열한 차르 연소가스가 배출되는 배출구가 위치되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 가스화 장치.The rotary kiln type heating furnace is provided with a char-heat inlet through which char combustion gas supplied from the char combustion furnace is introduced in the front portion of the outer cylinder with respect to the flammable waste traveling direction, and the rotary kiln type furnace at the rear portion of the outer cylinder. Apparatus for the combustible waste gas, characterized in that the outlet for discharging char combustion gas heated. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 11, 상기 차르 연소로에 외부 공기를 공급하는 관로 상에 설치되어 상기 로터리킬른식 가열로를 가열하고 배출된 차르 연소가스를 이용하여 외부 공기를 열교환시켜 공급하는 열교환기를 더 포함한 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물의 가스화 장 치.Combustible waste characterized in that it further comprises a heat exchanger is installed on the pipeline for supplying the outside air to the char combustion furnace to heat the rotary kiln-type furnace and heat the external air by using the discharged char combustion gas Gasifier.
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