KR101071108B1 - 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기성폐기물의 환경오염원을 탄화소각처리하여 제거하는 처리장치에 관한 것으로;
혼합기(11)에 의해 공급되는 혼합폐기물을 가열하여 함수량을 줄여주는 건조기(10); 및 상기 건조기(10)에 의해 공급되는 혼합폐기물을 소각하고 그 탄화생성물을 연소로(21,22,23)들을 거쳐 열분해시키는 탄화기(20)를 갖는 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치로서; 상기 탄화기(20)의 열분해과정에서 발생하여 응축관로(31)를 경유하는 건류가스를 수용하여 응축시키는 응축기(30)와; 상기 응축기(30)에 의해 응축되어 저장기(40)로 집적되는 수분을 상기 탄화기(20)로 재공급하는 증발기(50); 및 상기 탄화기(20)에 의해 발생하여 흡인기(12)를 통해 흡인되는 열원을 상기 건조기(10)로 공급하는 회수기(60)를 더 포함함으로써;
상기 탄화기에 의해 발생하는 열원을 재활용하여 상기 유기성폐기물을 처리함으로써, 상기 유기성폐기물의 처리과정에서 에너지소모가 최소화됨은 물론 상기 유기성폐기물의 소각과정에서 환경오염원이 줄어들도록 한 것이다.
유기성폐기물, 탄화소각, 열분해, 건조기, 탄화기, 응축기, 증발기
Description
본 발명은 유기성폐기물의 환경오염원을 탄화소각처리하는 처리장치에 관한 것으로, 특히 유기성폐기물의 소각열원을 재활용할 수 있도록 한 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유기성폐기물은 가정이나 식당 등에서 발생하는 생활쓰레기나 하/폐수처리장에서 발생하는 슬러지 등을 총칭하는 것으로서, 이러한 유기성폐기물은 수분이 다량 포함됨은 물론 부식이 쉽고 냄새가 발생하므로, 매립이나 소각을 포함한 처리방안의 연구가 활발히 진행되고 있다.
예컨대, 상기 유기성폐기물의 처리방법으로서 매립장에 매립하는 방식이 제안된 바 있으나, 상기 매립방식은 환경적인 측면뿐만 아니라 관계법령에 따라 매립이 실질적으로 금지되어 있고 승인 매립지가 포화상태에 이르러 더 이상의 실효성을 상실하게 되는 문제점이 있었다.
이에 따라, 상기 유기성폐기물의 소각 및 탄화방법이 대두되고 있어, 상기 유기성폐기물을 고온에서 소각시켜서 처리하거나 또는 건조와 탄화과정을 거쳐 함수율이 극히 낮은 상태의 탄화물로 배출되게 하여 상기의 탄화물을 퇴비나 메움토의 용도로 활용하고 있는 것이다.
그런데, 상기 유기성폐기물의 소각 및 탄화방법에 처리방법들은 많은 량의 유해가스나 침출수가 발생하는 것으로 알려져 있을 뿐만 아니라 매립 이외의 가장 효과적인 처리 방법으로 알려져 있기는 하지만 과도한 운영비나 시설비의 부담을 안고도 불가피하게 운영되고 있다.
여기서, 상기 유기성 폐기물을 처리하기 위해서는 일단 폐기물을 파쇄기를 이용하여 잘게 부순 후 이에 대한 함수율을 낮추기 위해 탈수과정을 수행하고, 이렇게 탈수된 폐기물은 건조과정을 거쳐 함수율을 더욱 낮춘 다음, 건조된 폐기물을 소각 또는 탄화과정을 거쳐 재처리한다.
따라서, 상기한 처리과정에서 발생하는 유해가스에는 다량의 분진이 포함된 상태로서, 유해가스에 대한 연소를 수행한 후 분진제거장치를 거쳐 대기로 배출되므로, 상기 소각 처리과정에서 다이옥신과 같은 다량의 유해가스로 인해 공해와 환경오염원이 발생하는 문제점이 있었다.
한편, 상기한 유기성폐기물을 매립하거나 소각하지 않은 상태에서 고온으로 열분해시키는 탄화처리방법이 개발되어 있는데, 이러한 탄화처리방법은 상기한 매립이나 소각 처리에 비하여 환경 친화적인 것으로 알려져 있으나, 침출수나 폐수가 발생하므로 주변환경을 오염시키는 문제점이 있다.
더욱이, 상기 탄화처리방식은 상기 폐기물을 건조하여 함수율을 떨어뜨린 상태에서 고온으로 가열하여 탄화시키므로, 탄화기와 건조기의 내부에 상기 폐기물을 지속적으로 가열하는 버너가 필수적으로 요구되어, 상기 폐기물의 처리과정에서 에너지의 소모가 커서 비경제적이다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유기성폐기물의 탄화소각과정에서 발생하는 열원을 재활용함은 물론 오염물질의 제거효율을 증대할 수 있도록 한 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 혼합기에 의해 공급되는 혼합폐기물을 건조하는 건조기와; 상기 건조기에 의해 공급되는 상기 혼합폐기물을 수용하여 열해시키는 탄화기; 상기 탄화기에 의해 발생하여 응축관로를 경유하는 건류가스를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에 의해 응축되어 저장기로 집적되는 수분을 상기 탄화기로 재공급하는 증발기; 및 상기 탄화기에 의해 발생하여 흡인기를 통해 흡인되는 열원을 상기 건조기로 리턴하는 회수기를 포함한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상기 유기성폐기물의 탄화소각과정에서 미처리되는 증기를 회수하고 재반복하여 탄화소각하여 제거시킴으로써, 상기 유기성폐기물의 소각과정에서 발생하는 오염원이 줄어들어 친환경적이다.
둘째, 상기 유기성폐기물의 처리과정에서 발생하는 열원을 리턴하여 상기 건조기와 탄화기의 열원으로 재활용함으로써, 상기 유기성폐기물의 처리에 따른 에너지의 소모 비용을 최소화할 수 있다.
셋째, 상기 유기성폐기물을 건조하여 함수율을 떨어뜨린 상태에서 다수개의 연소로를 거쳐 탄화소각처리함으로써, 상기 유기성폐기물의 처리효율이 증대되어 환경오염원의 발생이 최소화된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 유기성폐기물의 처리장치를 도시한 전체도이며, 도 2는 본 발명에 따른 도 1의 응축기 및 저장기를 도시한 확대도이고, 도 3은 본 발명에 따른 도 1의 탄화기 및 증발기를 도시한 확대도이며, 도 4는 본 발명에 따른 도 1의 건조기 및 회수기를 도시한 확대도이다.
혼합기(11)에 의해 공급되는 혼합폐기물을 가열하여 함수량을 줄여주는 건조기(10); 및 상기 건조기(10)에 의해 공급되는 혼합폐기물을 소각하고 그 탄화생성물을 연소로(21,22,23)들을 거쳐 열분해시키는 탄화기(20)를 갖는 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치로서; 상기 탄화기(20)의 열분해과정에서 발생하여 응축관로(31)를 경유하는 건류가스를 수용하여 응축시키는 응축기(30)와; 상기 응축기(30)에 의해 응축되어 저장기(40)로 집적되는 수분을 상기 탄화기(20)로 재공급하는 증발기(50); 및 상기 탄화기(20)에 의해 발생하여 흡인기(12)를 통해 흡인되는 열원을 상기 건조기(10)로 공급하는 회수기(60)를 포함한다.
여기서, 본 발명은 상기 혼합폐기물에 포함된 수분을 상기 건조기(10)에 투입하여 일정량 제거한 후 상기 탄화기(20)를 통해 열분해하는 것으로서, 상기 응축기(30)에 집적되는 응축물(수분)을 재연소함은 물론 상기 탄화기(20)의 열원을 흡인하여 상기 건조기(10)로 공급하는 구성이다.
그리고, 건조기(10)는, 상기 혼합폐기물을 가열하여 수분 함수율을 떨어뜨리는 것으로서, 상기 혼합폐기물을 혼합하는 혼합기(11)와, 상기 혼합폐기물을 수용하여 가열하는 건조실(14) 및, 상기 혼합폐기물의 가열에 필요한 열원을 흡인하는 흡인기(12)로 구성된다.
이때, 혼합폐기물이란 음식물을 포함하는 유기성폐기물과 폐목재파쇄물(톱밥)을 3:1의 비율로 혼합한 것을 의미한다.
또한, 혼합기(11)는, 상기 유기성폐기물과 폐목재파쇄물을 혼합하여 상기 혼합폐기물로 제조하는 장치를 의미한다.
또한, 혼합기(11)의 유입경로 및 배출경로에는 상기 혼합폐기물을 상기 건조기(10)로 이송하는 컨베이어(13)를 구성함이 바람직하다.
또한, 흡인기(12)는, 상기 혼합폐기물이 유입되는 방향과 반대방향에 장착되어 상기 탄화기(20)의 열원을 흡인하는 것으로서, 상기 탄화기(20)에 의해 발생하는 열원을 흡인하여 상기 건조기(10)로 공급하는 기능을 수행한다.
또한, 흡인기(12)에는, 상기 건조기(10)의 가열과정에서 발생하는 건류가스를 응축관로(31)로 리턴시키는 가스리턴관(15)이 장착된다.
이때, 상기 건조기(10)에 의해 건조처리된 상기 혼합폐기물은 컨베이어를 통해 상기 탄화기(20)로 직접 공급할 수도 있고, 저장호퍼에 임시저장한 후 상기 탄화기(20)로 공급할 수도 있음은 당연하다.
그리고, 탄화기(20)는, 상기 건조기(10)에 의해 건조되는 상기 혼합폐기물의 환경오염원을 소각하여 건류가스와 탄화물로 열분해하는 것으로서, 상기 혼합폐기물의 소각과정에서 발생하는 건류가스를 순차적으로 연소하는 다수개의 연소로(21,22,23)들이 상호 연통되는 형식으로 장착된다.
또한, 탄화기(20)에는 상기 혼합폐기물을 이송하는 이송스크류(25)가 내장되며, 그 측부에 상기 혼합폐기물의 탄화물을 냉각하는 탄화물냉각로(26) 및 상기 탄화기(20)의 열원을 리턴시키는 고압블로워(24)가 구비된다.
이때, 고압블로워(24)는, 상기 탄화기(20)의 탄화소각과정에서 발생하는 폐열을 재활용하기 위한 것으로서, 상기 회수기(60)의 열원을 상기 탄화기(20)로 리턴시키는 열원리턴관로(27)가 연결된다.
그리고, 응축기(30)는, 상기 탄화기(20)에 응축관로(31)를 통해 연결되어 상기 탄화기(20)로부터 발생하는 미처리된 건류가스를 응축시키는 것으로서, 특히 지표면을 기준으로 경사지게 배치함이 바람직하다.
또한, 응축기(30)는, 상기 응축관로(31)에 의해 공급되는 건류가스를 수용하는 몸체(33)와, 상기 몸체(33)에 수용된 상기 건류가스를 냉각하는 냉각탑(34) 및 냉각수보조탱크(35)를 구성함이 바람직하다.
또한, 상기 응축관로(31)와 흡인기(12)의 사이에는 상기 건조기(10)의 건류가스를 상기 응축관로(31)로 리턴시키는 가스리턴관(15)이 연결된다.
또한, 상기 응축관로(31)에는 상기 증발기(50)로부터 발생하는 건류가스 또는 상기 건조기(10)로부터 발생하여 리턴하는 건류가스 또는 상기 탄화기(20)에 구성된 연소로(21,22,23)로부터 발생하는 건류가스가 리턴하여 상기 응축기(30)로 공급되는 보조리턴관(32)이 구비된다.
이때, 상기 응축기(30)의 냉각작용에 의해 응축되는 수분은 상기 저장기(40)로 회수되어 재처리되는 반면, 상기 응축기(30)에 의해 상기 수분이 분리되어 이물질이 최소화된 가스는 상기 링블로워(36)의 흡인작용에 의해 상기 탈취필터탑(37)을 통해 대기로 배출됨은 당연하다.
그리고, 저장기(40)는 상기 응축기(30)에 회수관로(41)를 통해 연결되어 상기 응축기(30)에 의해 응축되는 수분을 집적하며, 상기 증발기(50)는 상기 저장기(40)에 수분리턴관로(51)를 통해 연결되어 상기 저장기(40)에 집적되는 수분을 상기 탄화기(20)로 재공급한다.
그리고, 회수기(60)는, 상기 탄화기(20)의 탄화소각과정에서 발생하는 열원을 재활용하기 위한 것으로서, 상기 연소기(23)의 열원을 상기 건조기(10)로 공급하여 재활용하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 회수기(60)의 관로에 송풍기(62)에 의해 작동하는 냉각배관(61)을 구성함으로써, 상기 탄화기(20) 또는 상기 건조기(10)의 냉각과정에서 폐열의 배기수단으로 이용함이 바람직하다.
또한, 상기 응축기(30)에 구성된 냉각수단(34,35)을 상기 탄화기(20)의 냉각수단으로도 이용할 수 있음은 당연하다.
이하, 본 발명에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 의한 처리장치를 작동하면, 상기 혼합기(11)에 의해 유기성폐기물과 폐목재파쇄물이 3:1의 비율로 혼합된 상기 혼합폐기물이 상기 벨트컨베이어로 이송되어 상기 건조기(10)로 투입된다.
이렇게 하면, 상기 건조기(10)에 투입된 상기 혼합폐기물은 상기 흡인기(12)에 의해 상기 탄화기(20)로부터 흡입되는 탄화폐열에 의해 건조되어 함수율이 저하된 상태에서 상기 탄화기(20)로 이송된다.
이어서, 상기 탄화기(20)에서 생성되는 탄화생성물은 상기 연소로(21,22,23)을 경유하면서 열분해되는 반면, 상기 연소로(21,22,23)에 의해 미분해된 건류가스는 상기 응축관로(31)를 거쳐 상기 응축기(30)로 공급된다.
이어서, 상기 응축기(30)내에 수용되는 건류가스는 냉각수에 의해 응축되어 저장기(40)에 임시로 집적되어 회수되는 것이다.
이어서, 상기 저장기(40)에 임시 집적된 수분은 상기 증발기(50)를 거쳐 상기 탄화기(20)로 재투입되어 열분해된다.
한편, 상기 탄화기(20)의 탄화소각과정에서 발생하는 열원은 상기 흡인기(12)의 흡인과정에서 회수기(60)를 통해 상기 건조기(10)로 재공급되므로, 상기 탄화기(20)의 탄화폐열을 재활용할 수 있다.
더불어, 상기 탄화기(20)의 탄화소각과정에서 발생하는 열원이 또한 상기 고압블로워(24)의 작동과정에서 상기 탄화기(20)로 재공급되므로, 상기 탄화기(20)의 탄화폐열을 재활용할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 유기성폐기물 처리장치를 도시한 전체도,
도 2는 본 발명에 따른 도 1의 응축기 및 저장기를 도시한 확대도,
도 3은 본 발명에 따른 도 1의 탄화기 및 증발기를 도시한 확대도,
도 4는 본 발명에 따른 도 1의 건조기 및 회수기를 도시한 확대도이다.
* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 건조기 11 : 혼합기
12 : 흡인기 20 : 탄화기
21,22,23 : 연소로 30 : 응축기
40 : 저장기 50 : 증발기
60 : 회수기
Claims (5)
- 혼합기(11)에 의해 공급되는 혼합폐기물을 가열하여 함수량을 줄여주는 건조기(10); 및 상기 건조기(10)에 의해 공급되는 혼합폐기물을 소각하고 그 탄화생성물을 연소로(21,22,23)들을 거쳐 열분해시키는 탄화기(20)를 갖는 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치로서;상기 탄화기(20)의 열분해과정에서 발생하여 응축관로(31)를 경유하는 건류가스를 수용하여 응축시키는 응축기(30)와;상기 응축기(30)에 의해 응축되어 저장기(40)로 집적되는 수분을 상기 탄화기(20)로 재공급하는 증발기(50); 및상기 탄화기(20)에 의해 발생하여 흡인기(12)를 통해 흡인되는 열원을 상기 건조기(10)로 공급하는 회수기(60);를 포함하는 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 흡인기(12)에는,상기 건조기(10)로부터 발생하는 건류가스를 상기 응축관로(31)로 리턴하는 가스리턴관(15)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 혼합폐기물은,음식물을 포함한 유기성폐기물과 폐목재파쇄물을 혼합한 것을 특징으로 하는 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 흡인기(12)는,상기 혼합폐기물의 유입방향과 반대방향으로 상기 탄화기(20)의 열원을 흡인하는 것을 특징으로 하는 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 회수기(60)에는,상기 탄화기(20)의 작동과정에서 발생하는 건류가스를 상기 탄화기(20)로 다시 리턴시키는 고압블로워(24)가 구비된 것을 특징으로 하는 탄화폐열을 이용한 유기성폐기물 처리장치.
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