KR101221816B1 - 유기성 폐기물 처리 장치 - Google Patents

Abstract

응축이 시간에 따라 일정하게 일어나고 전력의 소비가 적으며 교반기의 회전을 안정하게 하는 유기성 폐기물 처리 장치를 제시한다. 그 장치는 유기성 폐기물을 촉매와 함께 혼합하기 위한 날개와 날개를 회전시키는 적어도 하나의 회전축이 설치된 챔버를 포함하는 혼합조와, 챔버를 감싸면서 혼합조에 열을 가하기 위해 유체가 채워진 열매체부와, 열매체부의 하부에 위치하고 열매체부를 가열하는 히터와, 혼합조에서 유기성 폐기물이 분해되어 발생하는 증기를 응축하고 응축되지 않는 증기를 혼합조로 보내는 액상 변환부를 포함한다.

Description

유기성 폐기물 처리 장치{Apparatus of treating organic waste}

본 발명은 유기성 폐기물 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매일 대량으로 발생하는 유기성 폐기물을 짧은 시간 안에 액상으로 변환시키고 악취를 제거하는 유기성 폐기물 처리 장치에 관한 것이다.

경제의 급속한 발전과 생활수준의 향상은 생활오수, 축산폐수, 음식물쓰레기, 도축 폐기물 등 각종 유기성 폐기물들이 매일 대량으로 발생되어, 이로 인한 환경의 오염이 커다란 사회적인 문제가 되고 있다. 현재 여러 가지 방법으로 일부 축산분뇨 등의 유기성 폐기물을 퇴비로 만들어 사용하고 있다. 하지만, 퇴비를 만드는 기간이 너무 길어서 경제성과 생산성이 떨어지고 악취 등이 발생하며, 특히 소규모로 유기성 폐기물을 방출하는 곳에서는 마땅한 처리방법이 없어 소각처리 또는 매립 등에 의존하고 있다.

한편, 소각처리나 매립 등과 달리 2차 쓰레기를 남기지 않고, 보다 효율적이고 저비용으로 쉽고 간단하고 빠르게 유기성 폐기물을 유기질 비료나 부식토 등으로 만들어서 재사용할 수 있는 방법들이 다양하게 시도되고 있다. 이 방법 중에서 유기성 폐기물을 호기성 미생물에 의해 분해, 발효 처리하는 생물학적 처리기술이 각광을 받고 있다. 이러한 생물학적 처리기술은 무공해이며, 유기성 폐기물을 다시 사용하고 자연으로 환원하게 하는 기술로 평가되고 있다.

그러나 미생물에 의하여 생물학적 처리를 하기 위해서는 미생물이 번식하기 위하여 수분함량의 조절, 유기물 대비 질소의 비율 조정, 적절한 온도의 유지 등의 필요한 조건들을 지속적으로 장기간 유지관리 하여야 한다. 또한, 발효과정에서 발생하는 악취와 파리, 구더기 등으로 인하여 주변 환경을 오염시키며, 매일같이 대량으로 발생하는 유기성 폐기물을 처리하기에는 미흡하다. 이에 따라, 발효기간의 단축, 악취 제거 등의 문제점을 개선하기 위해 많은 노력을 하고 있지만 아직 그 효과는 미미한 상태이다.

한편, 최근에는 유기성 폐기물을 액상으로 만들어서 처리하는 방법이 많이 제시되고 있다. 하지만, 이러한 방법들 역시 처리하는 데 장시간이 요구되어 처리량이 제한되며, 고가의 발효균 등을 사용하므로 경제적이지 못하다. 또한 액상으로 되는 효율이 높지 않아 고상의 폐기물이 잔류하는 문제점이 있다. 특히, 액상에 염분이 그대로 잔류하고 있어서, 처리된 유기성 폐기물을 재활용하는 데 어려움을 겪고 있다.

상기와 같은 이유로 인하여, 촉매반응제를 유기성 폐기물과 함께 투입하여 유기성 폐기물을 완전하게 분해하는 방법이 제안되었다. 즉, 촉매반응제와 열에 의해 유기성 폐기물은 그 구성하는 성분, 예를 들어 탄소, 수소, 산소, 질소 등으로 분해되어 증기(vapor) 상태로 되며, 상기 증기를 응축하면 액상으로 변환된다. 그런데, 종래의 유기성 폐기물 처리 장치는 응축이 시간에 따라 일정하게 일어나지 않고 전력의 소비가 많으며 교반기의 회전이 안정되지 못하다는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하려는 과제는 응축이 시간에 따라 일정하게 일어나고 전력의 소비가 적으며 교반기의 회전을 안정하게 하는 유기성 폐기물 처리 장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 유기성 폐기물 처리 장치는 몸체와 상기 몸체의 상부를 덮는 덮개를 포함한다. 또한, 상기 덮개에 의해 제공된 상기 몸체의 내부 공간에 위치하며 유기성 폐기물을 촉매와 함께 혼합하기 위한 날개와 상기 날개를 회전시키는 적어도 하나의 회전축이 설치된 챔버를 포함하는 혼합조를 포함한다. 상기 챔버를 감싸면서 상기 혼합조에 열을 가하기 위해 유체가 채워진 열매체부 및 상기 열매체부의 하부에 열매체부를 가열하는 히터를 포함한다. 상기 혼합조에서 상기 유기성 폐기물이 분해되어 발생하는 증기를 응축하고 응축되지 않은 증기를 상기혼합조로 보내는 액상 변환부를 포함한다. 이때, 상기 액상 변환부는 상기 열매체부의 열이 전달되는 열전달부를 포함한다.

본 발명의 장치에 있어서, 상기 촉매는 다공성 담체에 고정되며 용매에 혼합된 졸 상태의 고형물 전체에 대하여, 중량%로 Fe: 30~40%, Si: 10~20%, Al: 10~20% 및 K: 5~10%로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 혼합조의 일측에는 외부의 공기를 주입하기 위한 공기주입구와 공급장치를 더 설치할 수 있으며, 상기 회전축은 복수개의 고정판으로 이루어진 고정부에 의해 고정될 수 있다. 또한, 상기 회전축은 한 쪽 방향으로 회전을 한 후에 곧바로 반대방향으로 회전하는 것이 바람직하며, 상기 히터는 적어도 2개 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 액상 변환부는 증발이 일어나는 증발기 및 응축을 발생하는 응축기를 포함하고, 상기 열전달부는 열전달 닥트에 의해 상기 열매체부와 연결된다. 또한, 상기 열전달부와 상기 열전달 닥트는 상기 열매체부에 채워진 열매체가 채워지거나 상기 열매체부에 의해 데워진 공기가 채워질 수 있다.

본 발명의 장치에서, 상기 혼합조와 상기 액상 변환부 이후에 악취의 원인이 되는 물질을 제거하기 위한 악취제거장치를 포함한 이온발생기를 적어도 하나 이상 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 이온발생기는 상기 혼합조의 증기가 상기 액상 변환부로 들어가는 통로 및 상기 액상 변환부를 거쳐 배기되는 통로 중에 한 곳에 설치하거나 모두 설치할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 유기성 폐기물 처리 장치의 다른 예는 몸체와, 상기 몸체의 상부를 덮는 덮개와, 상기 덮개에 의해 제공된 상기 몸체의 내부 공간에 위치하며 유기성 폐기물을 촉매와 함께 혼합하기 위한 날개와 상기 날개를 회전시키는 적어도 하나의 회전축이 설치된 챔버를 포함하는 혼합조를 포함한다. 또한 상기 챔버를 감싸면서 상기 혼합조에 열을 가하기 위해 유체가 채워진 열매체부와, 상기 열매체부의 하부에 위치하고 상기 열매체부를 가열하는 히터 및 상기 혼합조에서 상기 유기성 폐기물이 분해되어 발생하는 증기를 응축액에 의해 수증기를 제거하는 액상 변환부를 포함한다. 이때, 상기 액상 변환부는 상기 응축액이 채워진 복수개의 응축 수조 및 상기 챔버를 거친 증기를 이온화하여 흡착하는 흡착 챔버와 이온집적 시스템의 챔버를 포함한다.

본 발명의 응축액을 이용한 처리 장치에 있어서, 상기 촉매반응제는 다공성 담체에 고정되며 용매에 혼합된 졸 상태의 고형물 전체에 대하여, 중량%로 Fe: 30~40%, Si: 10~20%, Al: 10~20% 및 K: 5~10%로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 혼합조에서 상기 유기성 폐기물이 분해되어 발생하는 증기는 에어 이젝터를 이용하여 상기 응축액이 채워진 상기 복수개의 챔버에 투입되어 증기가 이동경로를 통해 응축액에 의해 액적상태로 변화되어 흡수되며, 상기 흡착하는 챔버에서 이온화된 악취 물질은 상기 흡착 챔버 내에서 흡착될 수 있다.

본 발명에 의한 유기성 폐기물 처리 장치에 의하면, 열전달부와 열전달 닥트에 열매체부에 채워진 열매체가 채워지거나 상기 열매체부에 의해 데워진 공기가 채워짐으로써, 응축이 시간에 따라 일정하게 일어나고 전력의 소비를 적게 할 수 있다. 또한 열매체부를 가열하는 히터를 적어도 2개 이상 배치하여, 열을 가한 후에 일정한 시간이 흐른 후에는 가동되는 히터의 수를 줄여서 전력이 소비를 줄일 수 있다. 나아가, 복수개의 고정판으로 이루어진 고정부로 회전축을 고정함으로써, 회전축의 회전을 안정하게 할 수 있다. 그리고 혼합조와 액상 변환부 이후에 이온발생기를 설치함으로써, 유기성 폐기물의 부패로 인한 악취를 제거할 수 있다. 또한, 액상 변환부를 응축 수조와 흡착을 이용함으로써, 유기성 폐기물의 부패로 인한 악취를 보다 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1a는 본 발명에 의한 유기성 폐기물 처리 장치를 나타낸 측단면도이다.
도 1b는 본 발명의 유기성 폐기물 장치를 구성하는 주요 부분을 위에서 바라본 평면도이다.
도 1c는 도 1a의 혼합조에 열을 공급하는 열매체부와 이를 가열하는 히터를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 유기성 폐기물 처리 장치에 적용되는 액상 변환부의 하나의 예를 대략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 유기성 폐기물 처리 장치에 적용되는 액상 변환부의 다른 예를 대략적으로 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 의한 유기성 폐기물 처리 장치를 나타낸 측단면도이다. 도 1b는 상기 유기성 폐기물 장치를 구성하는 주요 부분을 위에서 바라본 평면도이다. 도 1c는 도 1a의 혼합조에 열을 공급하는 열매체부와 이를 가열하는 히터를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 유기성 폐기물 장치는 몸체(14)와 몸체(14)의 상부를 덮는 덮개(10)를 포함하며, 덮개(10)에 의해 제공된 몸체(14)의 내부에는 유기성 폐기물을 촉매와 함께 혼합하는 혼합조(20; 또는 반응조라고도 함) 및 혼합조(20)에서 유기성 폐기물이 분해되어 발생하는 증기를 응축하고 응축되지 않는 증기를 다시 혼합조(20)로 보내는 액상 변환부(100)를 포함하여 이루어진다. 덮개(10)에는 외부에서 유기성 폐기물과 촉매를 투입하는 투입구(12)가 혼합조(20)의 상부에 설치되어 있다.

혼합조(20)는 유기성 폐기물을 촉매와 함께 혼합하기 위한 날개(24)와 날개(24)를 회전시키는 적어도 하나의 회전축(22)이 위치하는 챔버(28)가 있으며, 챔버(28)의 외벽에는 챔버(28)의 내부를 가열하는 열매체가 채워진 열매체부(30)가 감싸고 있다. 이때, 열매체부(30)는 투입구(12)가 설치된 챔버(28)의 상판(28a)과 회전축(22)이 고정되는 측벽(28b)을 제외하고 챔버(28)를 둘러싸고 있다. 열매체는, 열매체부(30)의 하부에 설치된 히터(40)에 의해 가열되며, 히터(40)에 의해 전달된 열에 의해 일정한 온도를 유지하는 유체이다.

본 발명의 실시예에 의한 혼합조는 촉매와 열에 의해 유기성 폐기물은 그 구성하는 성분, 예를 들어 탄소, 수소, 산소, 질소 등으로 분해되어 증기(vapor) 상태로 된다. 즉, 분해반응에 의해 탄소는 이산화탄소(CO₂)등과 같은 탄산가스, 질소는 이산화질소(NO₂)와 같은 질산가스로 변환되며, 수소는 산소와 결합하여 물을 생성할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 적용되는 촉매는 본 발명의 범주 내에서 유기성 폐기물이 분해되어 증기 상태로 되는 것이 모두 가능하나, 그 하나의 예는 다공성 담체에 고정되며 용매에 혼합된 졸 상태의 고형물 전체에 대하여, Fe: 30~40wt%, Si: 10~20wt%, Al: 10~20wt% 및 K: 5~10wt%로 이루어진 것이 바람직하다.

이와 같이 촉매는 상기 분해반응을 촉진시켜 유기성 폐기물이 상대적으로 짧은 시간 내에 완전하게 액상으로 추출할 수 있게 하고, 이때 생성된 액상의 추출물은 염분의 함량이 극미하여 별도의 전처리 공정 없이 화훼용 영양제, 채소용 비료 등으로 재활용을 용이하게 할 수 있다. 본 발명의 유기성 폐기물 처리 장치는 촉매에 의해 유기성 폐기물을 처리하는 공정에 최적화하기 위한 것이다. 본 발명의 촉매에 의한 유기성 폐기물의 분해는 열에 의해 그 반응이 촉진된다.

챔버(28)의 측벽에는 외부의 공기를 주입하기 위한 공기주입구(70)가 형성되어 있으며, 공기주입구(70)를 통하는 공기는 도시되지 않았지만 기포발생기 또는 모터 등을 이용하여 강제적으로 주입될 수 있다. 외부의 공기 중에 포함된 산소는 촉매에 의해 유기성 폐기물이 분해되는 과정을 보다 활성화시킬 수 있다. 공기주입구(70)는 혼합조(20)의 상부에 위치하는 것이 바람직하나, 혼합조(20)의 형태에 따라 다른 위치에 설치할 수 있다.

몸체(14)의 내부 그리고 혼합조(20)의 외측에는 혼합조(20)에서 발생하는 증기를 응축하여 액상으로 변환시키는 액상 변환부(100)가 위치한다. 이에 대해서는 이후에 도 2를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 액상 변환부(100)와 혼합조(20) 사이에는 혼합조(20)에서 발생한 증기를 액상 변환부(100)로 흐르게 하는 증기통로(54)와, 액상 변환부(100)에서 액상으로 변환되지 않은 증기를 다시 혼합조(20)로 보내는 회수통로(50) 및 열매체부(30)의 열을 액상 변환부(100)에 전달하는 열전달 닥트(52)가 설치되어 있다.

구체적으로, 촉매에 의해 분해된 유기성 폐기물의 증기는 증기통로(54)를 통하여 액상 변환부(100)로 흘러들어가고 액상 변환부(100)에서는 상기 증기를 응축시켜 액상으로 변환시켜 이를 배출구(56)를 통하여 몸체(14) 외부의 저장조(80)에 저장된다. 그런데, 액상으로 변환되지 않은 상기 증기는 다시 회수통로(50)를 거쳐 혼합조(20)로 회수되어 촉매와 열에 의해 다시 분해가 일어난다. 이와 같이 혼합조(20)에서 액상 변환부(100)로 순환되는 과정을 반복하여 실행하면 모든 유기성 폐기물은 액상으로 변환될 수 있다.

회전축(22)은 챔버(28)의 측벽(28b)을 관통하여 측벽(28b)을 지나서 회전축 지지대(60)를 통하여 전달되는 모터(62)에 의해 회전한다. 회전축(22)은 유기성 폐기물 처리 장치의 용량 또는 처리되는 유기성 폐기물의 종류 등에 따라 적어도 하나 이상으로 할 수 있다. 도면에서는 회전축(22)이 두 개인 경우를 표현하였으나, 경우에 따라 하나 또는 3개 이상일 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 회전축(22)을 안정되게 고정하기 위하여, 복수개의 고정판으로 이루어진 고정부(26)를 이용한다. 복수개의 고정판은 도시된 바와 같이 여러 겹으로 적층되어 있으며, 회전축(22)이 느슨해지면 각각의 고정판을 회전시킴으로서 정밀하게 회전축(22)을 고정하여 회전축(22)이 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 종래에는 하나의 고정판으로 이루어진 고정부를 둠으로써, 회전축(22)을 정밀하게 고정할 수 없었다.

날개(24)는 상기 폐기물과 촉매의 혼합이 잘 되도록 뒤틀린 형태 즉, 평탄한 형태의 판재의 일측을 비틀어 변형시킨 형태가 바람직하다. 날개(24)는 계속 한 쪽 방향으로 회전하는 것이 아니고, 한 쪽 방향으로 회전을 한 후에 곧바로 반대 방향으로 회전하여 혼합물이 잘 혼합되도록 한다. 이와 같이 회전방향을 단속적으로 서로 바꾸는 것은 혼합물을 한 쪽으로 밀었다가 이어서 다른 쪽으로 밀어서 혼합이 골고루 일어나도록 한다.

본 발명에서는 유기성 폐기물 장치에 존재하는 악취를 제거하기 위하여, 혼합조(20)와 액상 변환부(100) 사이, 즉 회수통로(50)와 증기통로(54)에 각각 적어도 하나 이상의 이온발생기(92, 94)를 장착할 수 있다. 장착되는 이온발생기(92, 94)의 개수는 유기성 폐기물의 종류, 처리 장치의 크기 및 구조 등에 따라 다르게 할 수 있다. 본 발명의 도면에서는 각각의 이온발생기(92, 94)에 각각 2개의 이온발생기가 장착되어 있는 것을 사례로 제시한 데에 불과한 것이다.

유기성 폐기물 내의 심한 부패의 악취 가스는 대기환경보전법상 악취라고 하며, 예를 들어, 유기성 폐기물 중 생활 폐기물에서는 계란이 썩는 냄새가 나는 황화수소, 야채가 썩는 냄새인 메르캅탄류, 생선냄새와 유사한 아민류와 암모니아 등이 있다. 악취는 감각적 불쾌감, 혐오감 등을 일으키며 식욕감퇴, 두통, 불면, 구토, 알레르기 등의 원인이 되고 있으며 심리적으로는 정서생활의 방해, 작업능률의 저하를 가져올 수 있다.

이러한 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새인 악취를 제거하는 기술을 크게 분류하면 물리적 방법, 화학적 방법, 생물학적 방법으로 구분할 수 있다. 그런데, 상기 기술 중 악취발생원에서 배출되는 악취성분의 조성 및 농도, 온도, 풍량, 습도, 동선에 따라 종합적으로 검토하는 것이 가장 효율적인 기법이다. 탈취방법의 선정은 악취의 원인이 되는 것들이 이온화될 수 있는 물질의 기본특성에 기초하여 모든 이온(양이온, 음이온)을 강제적으로 급속하게 전기화학적으로 중화시킴으로 순간적인 탈취효과를 구현하는 것이 효과적이다.

본 발명의 실시예에서의 이온발생기(92, 94)는 공기 중에 존재하는 산소를 이온화시켜 산소이온을 발생시키면 혼합조(20)와 액상 변환부(100) 내에서 발생하는 악취의 원인이 되는 물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 이러한 이온발생으로 탈취하는 방식은 기존의 UV 또는 광촉매와 달리 인체에 무해하고 유기성 폐기물 장치 내의 유해가스 및 악취원인 물질을 광범위하게 제거할 수 있다. 이온발생기(92, 94)는 일반적으로, 음이온 40만개 이상 발생하여, VOC 및 악취원인 물질 제거를 하고 항균 효과도 있으며, 미량의 오존(0.05ppm이하)이 발생한다. 본 발명에 적용된 이온발생기(92, 94)는 부하 12V/1.5A의 전기에너지를 유선배전방식으로 공급하여 폐기물 처리 장치를 작동하는 동안 가동된다.

본 발명의 이온발생기(92, 94)를 이용하면, 양이온 및 음이온 사이에 전기화학적 중화반응에 의한 탈취 가스이온의 중성화 및 개질반응 유도로 무악취성 물질로의 전환하여 개선하는 것이다. 구체적으로, 대기 중에 존재하는 모든 전하성 물질들은 서로 상응하는 반대전하물질과 급속하게 결합하여 전기에너지로 중성화됨으로 안정하게 존재하고자 하는 경향이 있다. 모든 악취 원인 가스들은 이온화되어있는 본래의 상태에서 독특한 냄새 특성을 발현한다. 이에 따라, 공기 및 혼합조 등에 존재하는 물 분자를 이용하여 이온발생기(92, 94)에 전기/화학적 방법으로 인위적인 양이온 및 음이온을 다량 발생시켜 과잉으로 존재하게 한 후, 악취 원인 물질을 통과시키면 자연스럽게 이온 중화 반응에 의해 악취를 발현할 수 없는 중성물질 가스 상태로 변환된다.

도 1c에 의하면, 본 발명의 열매체부(30)의 높이(H)는 혼합조(20)에 장착된 날개(24)와 회전축(22)을 충분하게 감쌀 수 있도록 설정된다. 이는 혼합조(20)에 투입되는 유기성 폐기물과 촉매에 균일하게 열을 전달될 수 있도록 하며, 액상 변환부(100)에 열을 공급하는 열전달 닥트(52)의 설치를 용이하게 위함이다. 본 발명의 실시예와 같이, 열매체부(30)가 날개(24)와 회전축(22)을 모두 수용할 수 있도록 하면, 혼합조(20)의 전체에 온도를 균일하게 유지할 수 있다.

히터(40)는 열매체부(30)를 가열하기 위한 수단으로, 열매체부(30)의 하부에 적어도 2개 이상이 설치된다. 도면에서는 2개의 히터(40)를 표현하였으나, 경우에 따라 그 이상의 개수일 수 있다. 복수개의 히터(40)를 이용하면, 혼합조(30)에 가해지는 열을 제어하기 용이하다. 왜냐하면, 열매체부(30)에 채워진 유체는 일반적으로 비열이 높은 유체로 히터(40)가 열을 가하지 않아도 한동안 그 열을 유지한다. 유기성 폐기물과 촉매를 처음 투입하였을 때에는 히터(40)를 모두 가동하는 것이 바람직하지만, 분해공정이 진행되는 과정에서는 열매체부(30)의 열매체가 이미 충분하게 가열되고 또한 그 열을 유지하고 있으면 가동되는 히터(40)의 수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 유기성 폐기물을 분해하여 액상으로 변환시키는 데 필요한 에너지를 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기성 폐기물 처리 장치에 적용되는 액상 변환부(100)의 하나의 예를 대략적으로 나타낸 도면이다. 이때, 액상 변환부(100)를 포함하는 유기성 폐기물 처리 장치의 전체 구조는 도 1a를 참조하기로 한다.

도 2를 참조하면, 액상 변환부(100)는 원통형의 케이스(120)의 내부에 증발기(108)와 응축기(106) 및 열전달부(102)가 지지봉(104)의 둘레를 따라 설치되어 있다. 증발기(108), 응축기(106) 및 열전달부(102)는 각각 일정한 간격만큼 떨어져 열전달 닥트(52)의 방향으로 지지봉(104)에 부착되어 있다. 증발기(108) 및 응축기(106)는 케이스(120)의 외부에 설치된 각각 압축기(110)와 냉매공급기(112)와 연결되어, 증발기(108) 및 응축기(106)에서 증발과 응축이 일어나도록 하고 있다.

혼합조(20)에서 발생한 증기는 증기통로(54)를 거쳐 팬(114)에 의해 강제로 액상 변환부(100)의 증발기(108) 쪽으로 이송된다. 증기는 케이스(120)의 내부에 형성된 공간(a)을 통하여 열전달부(102) 방향으로 움직이는 과정에서 열교환이 이루어진다. 케이스(120)의 하단에는 증발기(108)에 의해 증기가 응축기(106)에 의해 액상으로 변환되어 배출구(56)를 거쳐 저장조(80)에 저장된다. 액상으로 변환되지 않은 증기는 열전달부(102)에서 더 가열되어 회수통로(50)를 통하여 혼합조(20)로 이송된다.

본 발명의 열전달부(102)의 열은 열매체부(30)와 연결된 열전달 닥트(52)에 의해 공급받는다. 닥트(52)는 공기나 기타 유체가 흐르는 통로 및 구조물로서, 단면이 직사각형이나 원형으로 된 것이 많이 사용되지만, 때로는 타원형으로 된 것도 있다. 닥트(52)와 열전달부(102)에는 열매체부(30)에 채워진 유체가 채워지거나 열매체부(30)에 의해 데워진 내부 공기가 채워질 수 있다. 열매체부(30)에 채워진 유체는 기름과 같이 가열되면 잠열에 의해 가해지는 열이 제거되어도 그 온도가 일정하게 유지되는 특성이 있다. 이에 따라, 열매체부(30)의 열은 열전달부(102)가 일정한 온도를 유지할 수 있도록 한다.

종래에는 본 발명의 열전달부(102)를 대신하여 전기에 의해 열을 발생하는 히터가 사용되었다. 하지만, 종래의 히터는 전원의 공급을 중단되면 열이 발생하지 않으므로, 유기성 폐기물 처리 장치가 가동하는 동안에는 항상 전원을 온(ON)해야 한다. 또한, 온도를 일정하게 유지하기 위하여 정밀하게 전원의 공급과 차단을 제어해야 하므로, 전력의 소모가 많았다.

이에 반해, 본 발명의 실시예에 의한 열전달부(102)는 열매체부(30)에 의한 열을 직접 또는 간접적으로 이용함으로써, 일정한 온도를 유지하는 열매체부(30)의 열을 그대로 사용한다. 따라서 유기성 폐기물 처리 장치가 가동되는 동안에 별도의 처리가 없이 열전달부(102)를 그대로 사용할 수 있어서, 전력의 소모를 크게 줄일 수 있다. 이때, 열전달부(102)의 크기나 형상은 유기성 폐기물 처리 장치의 크기 및 구조 및 처리되는 유기성 폐기물의 특성을 고려하여 결정할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 유기성 폐기물 처리 장치에 적용되는 액상 변환부(200)의 다른 예를 대략적으로 나타낸 도면이다. 여기서, 액상 변환부(200)는 앞에서 설명한 액상 변환부(100)를 대체하는 것이다. 이때, 액상 변환부(200)를 포함하는 유기성 폐기물 처리 장치의 전체 구조는 도 1a를 참조하기로 한다.

도 3에 의하면, 액상 변환부(200)는 혼합조(20, 도 1a 참조)에서 발생한 증기를 흡입하는 증기통로(54)와 연결되어 상기 증기를 이동경로를 통해 액적 상태로 하여 흡수시키는 복수개의 응축 수조(220, 230, 240) 및 액적 상태로 되지 않은 상기 증기를 이온화시키고 흡착하는 흡착 챔버(250)를 포함하여 이루어진다. 이때 증기통로(54)에 의해 이송된 상기 증기는 통상의 유체 이송펌프를 이용한 에어 이젝터(air ejector; 210)에 의해 응축 수조(220)에 채워진 응축액(222) 안으로 향한다.

한편, 에어 이젝터(210)를 거친 상기 증기는 세 개의 응축 수조 중의 하나, 바람직하게는 최종 응축 수조(240)에서 끌어들인 응축액(222)과 혼합되어 최초의 응축 수조(220)로 투입되는 것이 바람직하다. 최종 응축 수조(240)에 담겨진 응축액(222)은 펌프(212)에 의해 운반되어 유로(214)를 거쳐 상기 증기와 혼합된 후에 투입관(216)을 통하여 응축 수조(220)에 들어간다. 또한, 응축 수조 중에서 적어도 하나의 응축 수조, 바람직하게는 최종 응축 수조(240)에는 응축액(222)이 넘치는 것을 방지하기 위한 넘침 방지관(244)이 배치될 수 있다.

본 발명에서는 세 개의 응축 수조(220, 230, 240)를 제시하였으나, 본 발명의 처리 장치의 구조나 크기에 따라 응축 수조의 수를 달리할 수 있으며, 각각의 응축 수조의 하부에는 응축액(222)으로 채워져 있다. 증기통로(54)를 거쳐 온 상기 증기에 포함된 수증기는 응축 수조(220)의 응축액(222)에 의해 액적 상태로 변화되어 흡수된다. 이때, 응축액(222)에 흡수되지 않은 상기 증기는 다시 제1 관(224)을 통하여 다른 응축 수조(230)로 보내고 다시 한번 응축액(222)에 의해 수증기가 제거되고 흡수되지 않은 상기 증기는 다시 제2 관(225)을 통하여 다른 응축 수조(240)로 보내고 다시 한번 응축액(222)에 의해 수증기가 제거된다.

응축액(222)을 거친 상기 증기는 최종 응축 수조(240)와 연결된 흡착 챔버(250)로 제3 관(242)에 의해 인입된다. 구체적으로, 최종 응축 수조(240)에서 흡수되지 않은 상기 증기는 응축액(222)을 벗어나 최종 응축 수조(240) 상부의 빈 공간에 모여서 제3 관(242)을 통하여 흡착 챔버(250)의 하부로 운반된다. 제3 관(242)으로 방출되는 상기 증기에는 수증기 성분이 제거된 상태이다.

한편, 흡착 챔버(250)에는 흡착판(253)과 이온발생기(252)가 장착되어 있다. 이온발생기(252)의 동작이나 역할은 앞에서 상세하게 설명한 바 있으므로, 여기서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 증기는 먼저 흡착판(253)에서 흡착된 후에 이온발생기(252)에 의해 이온화되어 악취 물질이 제거된다. 이와 같은 악취 물질은 다시 황화구리와 같은 물질로 이루어진 흡착판(253)에 의해 흡수되어 제거될 수 있다. 한편, 이온화된 악취 물질을 흡착판에 의해 제거되는 것 이외에도 활성탄 등을 이용할 수도 있다. 악취 물질이 제거된 증기는 배출관(260)에 의해 본 발명의 유기성 폐기물 장치의 외부로 배출된다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10; 덮개 12; 투입구
20; 혼합조 22; 회전축
24; 날개 26; 고정부
28; 챔버 30; 열매체부
40; 히터 50; 회수통로
52; 열전달 닥트 54; 증기통로
56; 배출구 70; 공기주입구
80; 저장조
92, 94, 242; 이온발생기
100, 200; 액상 변환부
102; 열전달부 104; 지지봉
106; 응축기 108; 증발기
110; 압축기 112; 냉매 공급기
114; 팬 120; 케이스
210; 이젝터 220, 230, 240; 응축 수조
222; 응축액 224; 제1 관
225; 제2 관 242; 제3 관
250; 흡착 챔버 252; 이온발생기
253; 흡착판 260; 배출관

Claims (17)

1. 몸체;
   상기 몸체의 상부를 덮는 덮개;
   상기 덮개에 의해 제공된 상기 몸체의 내부 공간에 위치하며 유기성 폐기물을 촉매와 함께 혼합하기 위한 날개와 상기 날개를 회전시키는 적어도 하나의 회전축이 설치된 챔버를 포함하는 혼합조;
   상기 챔버를 감싸면서 상기 혼합조에 열을 가하기 위해 유체가 채워진 열매체부;
   상기 열매체부의 하부에 위치하고 상기 열매체부를 가열하는 히터; 및
   상기 혼합조에서 상기 유기성 폐기물이 분해되어 발생하는 증기를 응축하고 응축되지 않는 증기를 상기 혼합조로 보내는 액상 변환부를 포함하고,
   상기 액상 변환부는,
   상기 열매체부의 열이 전달되는 열전달부를 포함하는 유기성 폐기물 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 촉매는 다공성 담체에 고정되며 용매에 혼합된 졸 상태의 고형물 전체에 대하여, 중량%로 Fe: 30~40%, Si: 10~20%, Al: 10~20% 및 K: 5~10%로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 혼합조의 일측에는 외부의 공기를 주입하기 위한 공기주입구가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 회전축은 복수개의 고정판으로 이루어진 고정부에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 회전축은 한 쪽 방향으로 회전을 한 후에 곧바로 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 히터는 적어도 2개 이상인 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 액상 변환부는
   증발이 일어나는 증발기; 및
   응축을 발생하는 응축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 열전달부는 열전달 닥트에 의해 상기 열매체부와 연결되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 열전달부와 상기 열전달 닥트는 상기 열매체부에 채워진 열매체가 채워지거나 상기 열매체부에 의해 데워진 공기가 채워지는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 혼합조와 상기 액상 변환부 사이에 악취의 원인이 되는 물질을 제거하기 위한 이온발생기를 적어도 하나 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 이온발생기는 상기 혼합조의 증기가 상기 액상 변환부로 들어가는 통로 및 상기 액상 변환부를 거쳐 상기 혼합조로 들어가는 통로 중에 한 곳에 설치하거나 모두 설치하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
12. 몸체;
    상기 몸체의 상부를 덮는 덮개;
    상기 덮개에 의해 제공된 상기 몸체의 내부 공간에 위치하며 유기성 폐기물을 촉매와 함께 혼합하기 위한 날개와 상기 날개를 회전시키는 적어도 하나의 회전축이 설치된 챔버를 포함하는 혼합조;
    상기 챔버를 감싸면서 상기 혼합조에 열을 가하기 위해 유체가 채워진 열매체부;
    상기 열매체부의 하부에 위치하고 상기 열매체부를 가열하는 히터; 및
    상기 혼합조에서 상기 유기성 폐기물이 분해되어 발생하는 증기를 응축액에 의해 수증기를 제거하고 응축되지 않는 증기를 상기 혼합조로 보내는 액상 변환부를 포함하고,
    상기 액상 변환부는,
    상기 응축액이 채워진 복수개의 응축 수조 및 상기 챔버를 거친 증기를 이온화하여 흡착하는 흡착 챔버를 포함하는 유기성 폐기물 처리 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 촉매는 다공성 담체에 고정되며 용매에 혼합된 졸 상태의 고형물 전체에 대하여, 중량%로 Fe: 30~40%, Si: 10~20%, Al: 10~20% 및 K: 5~10%로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 회전축은 복수개의 고정판으로 이루어진 고정부에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
15. 제12항에 있어서, 상기 회전축은 한 쪽 방향으로 회전을 한 후에 곧바로 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
16. 제12항에 있어서, 상기 혼합조에서 상기 유기성 폐기물이 분해되어 발생하는 증기는 상기 응축액이 채워진 상기 복수개의 챔버를 거쳐서 상기 증기를 이온화하는 챔버에서 악취 물질을 상기 흡착 챔버 내에서 흡착하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.
17. 제12항에 있어서, 상기 혼합조에서 상기 유기성 폐기물이 분해되어 발생하는 증기는 에어 이젝터를 통해 이송되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 처리 장치.

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