KR101315905B1 - 폐기물을 연속적으로 열분해하는 열분해조 및 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 외부의 폐기물을 투입하기 위하여 구성된 폐기물투입부; 상기 폐기물을 수용하고, 상기 폐기물을 열분해하기 위해 구성되는 본체; 상기 본체를 가열하기 위한 버너부; 상기 폐기물투입부로 투입되는 상기 폐기물을 상기 본체로 이송시키기 위한 것으로서, 다수의 트위스트 시트를 포함하는 폐기물 이송 수단; 및 상기 본체에서 열분해된 폐기물의 잔존물을 상기 본체로부터 배출하기 위한 폐기물 배출 수단을 포함하는, 열분해조 및 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 하수 슬러지등의 바이오 메스 또는 합성수지류나 고무류를 포함하는 산업 폐기물을 효율적으로 열분해하기 위한, 폐기물을 연속적으로 열분해하는 열분해조 및 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법에 관한 것이다.
일반적으로 산업폐기물인 합성수지류나 고무류 등은 매립처리를 할 경우, 오랜시간이 지나더라도 썩지 않음은 물론 소각처리를 할 경우에는 유기물질로 인해 인체에 유해한 유독성가스를 발생시키므로 그 처리에 큰 어려움을 안고 있다.
하지만 산업의 발달에 힘입어 합성수지류나 고무류와 같은 산업폐기물의 발생량은 갈수록 늘어나는 추세에 있으므로 이의 처리에 막대한 비용이 들어가고 있는 실정에 있다.
따라서 세계적으로 산업폐기물의 처리를 위한 기술의 개발이 수십년전부터 범 국가적인 사업으로 추진되어 오고 있고, 우리나라도 또한 예외적일 수는 없다.
이렇게하여 지금까지 개발된 기술중에서 열분해에 의한 처리가 가장 이상적인 처리방법이라는 결론에 이르게 되었고, 우리나라를 포함한 선진 여러국가에서 산업폐기물이나 하수 슬러지 및 음식물 슬러지등의 바이오 메스(biomess)을 가열 분해하여 처리하는 건류 처리장치를 개발하여 상용화하고 있었다.
그런데, 열분해 과정중 발생하는 점성이 높은 물질들이 이송 수단에 부착되어서 작동이 불능이 되거나 원활하게 되지 않는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은, 폐기물 슬러지를 열분해실로 연속적인 투입과 열분해후 차르를 연속적으로 배출시키고, 투입과 배출과정에서 무산소 또는 저진공 상태를 유지하기 위하여 외부로부터 유입되는 외부 공기 및 열분해실로부터 배출되는 열분해가스를 제거하는 수단이 구비된 자동 투입 및 배출 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 연속식 액상 및 고상의 폐기물을 열분해하는, 폐기물을 연속적으로 열분해하는 열분해조 및 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예인, 열분해조는, 외부의 폐기물을 투입하기 위하여 구성된 폐기물 투입부; 상기 폐기물을 수용하고, 상기 폐기물을 열분해하기 위해 구성되는 본체; 상기 본체를 가열하기 위한 버너부; 상기 폐기물 투입부로 투입되는 상기 폐기물을 상기 본체 내에서 이송시키기 위한 폐기물 이송 수단; 및 상기 본체내에서 상기 폐기물 이송수단에 의해 이송되는 열분해된 폐기물의 잔존물을 상기 본체로부터 배출하기 위한 폐기물 배출 수단을 포함하고, 상기 폐기물 이송수단은, 링형상의 고정부, 그 일단이 상기 고정부에 부착되는 원통형상의 이송부, 및 상기 고정부의 중앙에 끼워지는 로드를 포함하고, 상기 이송부는, 제 1 링, 제 2 링 및 제 3 링을 포함하는 복수의 링, 상기 제 1 내지 제 3 링은 동일한 크기 및 형상이며, 동축상으로 배치되고,; 상기 제 1 링 및 상기 제 2 링에 각각 연결되며, 상기 제 1 내지 제 3 링의 축방향에 대하여 경사지도록 설치되는 다수의 제 1 트위스트 시트; 상기 제 2 링과 상기 제 3 링에서 각각 연결되며, 상기 제 2 링에서는 열변형에 서로 대응이 되고, 처짐 현상을 감소시키도록 상기 제 1 트위스트 시트 사이 마다 교차되도록 연결되고, 상기 제 1 내지 제 3 링의 축방향에 대하여 경사지도록 설치되는 다수의 제 2 트위스트 시트; 상기 제 1 내지 제 3 링의 축 중심방향에 설치되어서, 상기 제 1 내지 제 3 링에 대하여 구동력을 전달하는 로드; 및 상기 로드를 회전시키기 위한 제 1 모터부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 폐기물 이송 수단은, 다수의 트위스트 시트와, 상기 다수의 트위스트 시트를 원통형으로 고정하기 위해 상기 다수의 시트의 일단에 설치되는 링형상의 고정부와, 상기 원통형의 중심축에 설치되어, 상기 고정부에 삽입 연결되는 로드와, 상기 로드를 회전시키기 위한 제 1 모터부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 다수의 트위스트 시트는, 상호 교차 설치될 수 있다.
여기서, 상기 로드는 세라믹 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 모터부와 상기 로드는 역회전 방지 기어를 매개로 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 열분해조는, 상기 폐기물로부터 발생되는 가스를 배출하기 위해, 상기 본체의 중심 횡축에 설치되는 배출관을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 열분해조는, 상기 배출관에 연결되어 상기 가스를 상기 배출관으로 흡입하기 위한 흡입 펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 폐기물은, 음식물 슬러지, 가축 분뇨, 및 하수 슬러지 중 적어도 하나를 포함하는 바이오 메스일 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 투입부는, 완전 개방된 하면과 부채꼴 형상의 제 1 오프닝이 형성되는 상면을 포함하는 원통부와 상기 하면을 토해 원통부에 삽입되면서 상기 원통부의 축방향으로 상기 상면과 소정 간격을 두고 설치되며, 부채꼴 형상의 제 2 오프닝을 포함하는, 원형의 제 1 도어와, 상기 제 2 도어와 소정 간격을 두고 설치되며, 부채꼴 형상의 제 3 오프닝을 포함하는, 원형의 제 2 도어와, 상기 제 2 도어와 소정 간격을 두고 설치되며, 부채꼴 형상의 제 4 오프닝을 포함하는, 원형의 제 3 도어를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제 1 내지 제 3 도어는 120도 간격으로 설치될 수 있다.
상술한 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법으로서, 상기 본체 내부를 0.1 ~ 0.5 MPa 및 650K ~ 800K 를 유지하는 단계; 상기 투입부를 통해 상기 폐기물과 함께 제올라이트 또는 저질탄을 투여하는 단계; 상기 폐기물과 제올라이트 또는 저질탄을 상기 폐기물 이송 수단을 통해 상기 본체로 이동시키는 단계; 상기 본체 내부에서 상기 폐기물이 열분해되는 단계; 및 상기 본체에서 열분해된 폐기물의 잔존물을 상기 폐기물 배출 수단을 통해 상기 본체로부터 배출시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법은, 상기 가스를 상기 버너부의 에너지원으로 이용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 폐기물이 열분해 되는 과정에서 이송 수단에 융착되는 것을 최소화할 수 있어 작동 효율을 높일 수 있다.
또한, 폐기물이 열분해되는 과정에서 발생되는 가스를 버너의 에너지원으로 이용함으로써 열효율을 높일 수 있고, 폐자원을 재활용할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 열분해조에서 발생하는 가스가 유실되지 않도록 하여 열분해 효율을 높이고, 연료의 투입 및 슬러지의 배출을 연속적으로 유지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 열분해조의 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예인 열분해조에 사용되는 폐기물 이송 수단의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예인 열분해조에 사용되는투입부의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예인 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예인 열분해조에 사용되는 폐기물 이송 수단의 분해사시도.
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도 4는 본 발명의 일실시예인 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명의 일실시예인 폐기물을 연속적으로 열분해하는 열분해조 및 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "장치", 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 열분해조의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 열분해조(100)는, 폐기물 투입부(10)와, 본체(20)와, 폐기물 이송 수단(30)과, 버너부(40)와, 폐기물 배출 수단(50)와, 가스 배출관(60)을 포함할 수 있다.
폐기물 투입부(10)는, 하수슬러지, 음식물 슬러지등의 바이오 메스 뿐 아니라 산업 폐기물을 분해조 안으로 투입하기 위한 구성이다. 열분해조(100)의 특성상, 상기 투입부(10)는 노내에 발생한 고온의 압력 가스가 유실되지 않도록 생성가스의 차단막이 필요하다. 이 구성에 대해서는 도 3을 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
한편, 상기 폐기물의 열분해를 촉진시키기 위해 제올라이트 또는 저가의 저질탄이 상기 폐기물과 함께 상기 폐기물 투입부(10)로 투입될 수 있다.
본체(20)는, 후술하는 버너부(40)에 의해 가열되고, 후술하는 폐기물 이송 수단(30)을 수용하며, 상기 폐기물이 열분해하는 기능을 한다. 본체(20)는, 내통과, 내통을 둘러싸는 외통을 포함하여 구성될 수 있다. 즉 이중 구조로 이루어지며, 외통의 저면에는 후술하는 버너부(40)에 의해 가열된다.
한편 본체(20)부는 고른 가열을 위해 제 3 모터부(도시되지 않음)에 의해 회전할 수 있다. 이 때의 회전은 후술하는 폐기물 이송 수단(30)의 회전방향과 반대방향으로 회전됨으로써, 버너부(40)로부터 가열되는 열을 본체(20) 내부로 고르게 전달할 수 있게 된다.
폐기물 이송 수단(30)은 상기 투입부(10)로부터 유입되는 폐기물을 본체(20)의 중심부로 이송시키는 것이다. 다수의 링형상의 고정부에 각각 교차 연결되도록 설치되는 복수의 트위스트 시트(31)를 포함하여 구성되며, 이 트위스트 시트(31)가 제 1 모터부(37)에 의해 회전되면서, 상기 투입부를 통해 투입된 폐기물은 본체(20)의 중심부쪽으로 이동하게 된다. 이 폐기물 이송 수단(30)에 대해서는 도 2를 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
폐기물 배출 수단(50)은 상기 본체(20)에서 열분해된 후 나오는 최종 산물을 상기 열분해조(100)의 외부로 배출하기 위한 구성이다. 이 폐기물 배출 수단(50)은 제 2 모터부에 의해 회전되면서, 열분해조(100)에서 열분해된 후 발생되는 산물중 고형의 물질(차르:Char)을 외부로 배출한다. 이 차르에 포함되어 있는 중금속은 최종 방사선 가속기 시스템(도시되지 않음)에 의해 분해되고, 이 중금속이 분해된 차르는 퇴비나 연료로 재활용할 수 있게 된다.
버너부(40)는 상기 본체(20)를 가열하기 위한 것으로서, 후술하는 가스 배출관(60)으로부터 공급되는 메탄 가스 또는 수소를 에너지 원으로 하여 본체(20)를 간접적으로 가열하게 된다.
상기 본체(20)의 중심축에 설치되는 가스 배출관(60)은 열분해과정에서 발생되는 가스를 흡입하여, 상기 버너부(40)로 이를 공급하는 기능을 한다. 즉, 상기 가스 배출관(60)은 그 중간 중간에 가스 유입구가 형성되고, 열분해조(100)의 본체(20)에서 열분해과정에서 발생되는 열분해가스(메탄가스, 수소등)는 이 가스 유입구를 통해 흡입되어, 상기 버너부(40)로 공급된다. 이 흡입을 위하여 흡입 펌프(도시되지 않음)이 더 설치될 수 있다. 즉, 열분해에 의해 발생되는 열분해가스를 강제포집함으로써 안정적으로 열분해조(100)의 본체(20) 내부의 진공 상태 또는 저압력 상태를 유지할 수 있게 된다.
또한, 폐기물이 열분해되는 과정에서 발생되는 가스를 버너의 에너지원으로 이용함으로써 열효율을 높일 수 있고, 폐자원을 재활용할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 열분해조(100)에서 발생하는 가스가 유실되지 않도록 하여 열분해 효율을 높이고, 연료의 투입 및 슬러지의 배출을 연속적으로 유지할 수 있게 된다.
이하에서는 상술한 열분해조(100)에 사용되는 폐기물 이송 수단(30)에 대하여 도 2를 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 열분해조(100)에 사용되는 폐기물 이송 수단(30)의 분해사시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 폐기물 이송 수단(30)은 원통상의 이송부(31)와, 상기 이송부(31)의 일단에 배치되는 링형상의 고정부(33)와, 상기 고정부의 중앙에 끼워지는 로드(35)를 포함할 수 있다. 상기 로드(35)는 제 1 모터부(37)와 연동가능하게 연결되어서, 제 1 모터부(37)의 회전력은 상기 이송부(31)을 회전하도록 하게 한다.
즉, 제 1 모터부(37)가 동작되면, 이에 따라 상기 이송부(31)는 회전동작이 이루어진다. 투입부(10)를 통해 투입된 폐기물은 폐기물 이송수단(30)에에 의해 본체(20)의 중심부로 이송시키는 기능을 하게 된다. 즉, 원통형상의 트위스트 시트(31)의 내부에 투입되는 폐기물은 로드(35)가 회전됨에 따라, 역회전 하면서, 중심부로 이동하고, 이에 따라 열분해가 이루어진다.
한편 이송부(31)는 복수의 링(31-1)과, 링사이 마다 링의 원주방향으로 배치되는 다수의 트위스트 시트(31-2)를 포함할 수 있다.
복수의 링(31)는, 이송부(31)의 지지 구조로서의 역할을 하며, 각 링(31-1a~31-1f)은 원둘레 방향으로 일정하게 배치되는 다수의 트위스트 시트(31-2a~31-2e)에 의해 상호 연결되게 된다.
다수의 트위스트 시트(31-2)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 5 트위스트 시트(31-2a~31-2e)로 구성될 수 있다. 다수의 제 1 트위스트시트(31-2a)는 제 1 링(31-1a)과 제 2 링(31-1b) 사이를 연결하고, 다수의 제 2 트위스트 시트는(31-2b), 제 2 링(31-1b)과 제 3 링(31-1c)을 연결하며, 다수의 제 3 트위스트 시트(31-2c)는, 제 3 링(31-1c)과 제 4 링(31-1d)을 연결하며, 다수의 제 4 트위스트 시트는(31-2d), 제 4 링(31-1d)과 제 5 링(31-1e)을 연결하며, 다수의 제 5 트위스트 시트(31-1e)는 제 5 링(31-1e)과 제 6 링(31-1f)을 연결하도록 구성될 수 있다.
본 실시예에서는 6개의 링과, 5개의 다수의 트위스트 시트를 예로 들었으나, 그 갯수는 당업자라면 설계요건에 따라 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 트위스트 시트(31-2)는 이송부(31)의 축방향에 대하여 경사지게 설치되며(즉 트위스트(twist)되어 설치되고), 상기 트위스트 시트는 인접하는 트위스트 시트 사이 마다에 설치되게 된다. 즉 인접하는 트위스트 시트와 상호 교차하도록 설치된다.
이와 같이, 트위스트 시트(31) 형태로 상기 폐기물 이송 수단(30)이 형성되면, 시트가 인접하는 시트들의 사이에 끼워지게 교차 형성되기 때문에 열변형에 서로 대응이 됨으로써 처짐 현상을 감소시켜 원활한 작동을 보장하며, 버너부(40)로부터 가열된 열이 고르게 본체(20)에 전달되기 때문에 장치의 변형을 방지하고 열분해를 극대화할 수 있다.
상기 로드(35)는 세라믹 소재로 이루어짐으로서, 본체(20)로부터의 전달열에 대한 저항성이 강한 세라믹 소재로 이루어질 수 있다. 세라믹 소재는 부식이 잘 이루어지지 않고, 내구성이 우수하기 때문에, 냉각수로부터의 내구성이 매우 우수하다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 열분해조(100)에 사용되는 폐기물 이송 수단(30)의 분해사시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 폐기물 이송 수단(30)은 원통상의 이송부(31)와, 상기 이송부(31)의 일단에 배치되는 링형상의 고정부(33)와, 상기 고정부의 중앙에 끼워지는 로드(35)를 포함할 수 있다. 상기 로드(35)는 제 1 모터부(37)와 연동가능하게 연결되어서, 제 1 모터부(37)의 회전력은 상기 이송부(31)을 회전하도록 하게 한다.
즉, 제 1 모터부(37)가 동작되면, 이에 따라 상기 이송부(31)는 회전동작이 이루어진다. 투입부(10)를 통해 투입된 폐기물은 폐기물 이송수단(30)에에 의해 본체(20)의 중심부로 이송시키는 기능을 하게 된다. 즉, 원통형상의 트위스트 시트(31)의 내부에 투입되는 폐기물은 로드(35)가 회전됨에 따라, 역회전 하면서, 중심부로 이동하고, 이에 따라 열분해가 이루어진다.
한편 이송부(31)는 복수의 링(31-1)과, 링사이 마다 링의 원주방향으로 배치되는 다수의 트위스트 시트(31-2)를 포함할 수 있다.
복수의 링(31)는, 이송부(31)의 지지 구조로서의 역할을 하며, 각 링(31-1a~31-1f)은 원둘레 방향으로 일정하게 배치되는 다수의 트위스트 시트(31-2a~31-2e)에 의해 상호 연결되게 된다.
다수의 트위스트 시트(31-2)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 5 트위스트 시트(31-2a~31-2e)로 구성될 수 있다. 다수의 제 1 트위스트시트(31-2a)는 제 1 링(31-1a)과 제 2 링(31-1b) 사이를 연결하고, 다수의 제 2 트위스트 시트는(31-2b), 제 2 링(31-1b)과 제 3 링(31-1c)을 연결하며, 다수의 제 3 트위스트 시트(31-2c)는, 제 3 링(31-1c)과 제 4 링(31-1d)을 연결하며, 다수의 제 4 트위스트 시트는(31-2d), 제 4 링(31-1d)과 제 5 링(31-1e)을 연결하며, 다수의 제 5 트위스트 시트(31-1e)는 제 5 링(31-1e)과 제 6 링(31-1f)을 연결하도록 구성될 수 있다.
본 실시예에서는 6개의 링과, 5개의 다수의 트위스트 시트를 예로 들었으나, 그 갯수는 당업자라면 설계요건에 따라 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 트위스트 시트(31-2)는 이송부(31)의 축방향에 대하여 경사지게 설치되며(즉 트위스트(twist)되어 설치되고), 상기 트위스트 시트는 인접하는 트위스트 시트 사이 마다에 설치되게 된다. 즉 인접하는 트위스트 시트와 상호 교차하도록 설치된다.
이와 같이, 트위스트 시트(31) 형태로 상기 폐기물 이송 수단(30)이 형성되면, 시트가 인접하는 시트들의 사이에 끼워지게 교차 형성되기 때문에 열변형에 서로 대응이 됨으로써 처짐 현상을 감소시켜 원활한 작동을 보장하며, 버너부(40)로부터 가열된 열이 고르게 본체(20)에 전달되기 때문에 장치의 변형을 방지하고 열분해를 극대화할 수 있다.
상기 로드(35)는 세라믹 소재로 이루어짐으로서, 본체(20)로부터의 전달열에 대한 저항성이 강한 세라믹 소재로 이루어질 수 있다. 세라믹 소재는 부식이 잘 이루어지지 않고, 내구성이 우수하기 때문에, 냉각수로부터의 내구성이 매우 우수하다.
한편, 상기 제 1 모터부(37)와 상기 로드(35) 사이에는 역회전 방지 기어가 설치되어서, 시스템의 안정성을 강화시킬 수 있다.
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이하에서는 본 발명의 일실시예인 열분해조(100)에 사용되는 투입부(10)에 대하여 도 3을 통해보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 열분해조(100)에 사용되는 투입부(10)의 분해사시도이다. 도시된 바와 같이 투입부(10)는, 하면은 완전 개방되고, 상면에는 부채꼴로 개방되는 제 1 오프닝(11-1)이 형성되어 있는 원통부(11)와, 상기 원통부(11)의 상면과 소정 간격을 두고 설치되며, 부채꼴형상의 제 2 오프닝(12-1)이 형성되는 원형의 제 1 도어(12)와, 상기 제 1 도어(12)와 소정 간격을 두고 설치되며, 부채꼴 형상의 제 3 오프닝(13-1)이 형성되는 원형의 제 2 도어(13)와, 상기 제 2 도어(13)와 소정 간격을 두고 설치되며, 부채꼴 형상의 제 4 오프닝(14-1)이 형성되는 원형의 제 3 도어(14)를 포함하여 형성할 수 있다. 제 1 도어 내지 제 3 도어(12~14)는 일체로 형성되어서, 회전하게 되면서, 폐기물을 각 도어에 의해 형성되는 격실로 이동하게 된다. 이 때, 상기 제 1 내지 제 3 도어(12~14)는 120도 간격으로 설치될 수 있다. 이에 따라 최종적으로 폐기물은 본체(20)로 유입되게 된다
열분해조(100)는 그 특성상 생성 가스를 차단하여야 하는데, 상기와 같이 개방된 부채꼴를 120° 간격으로 분산 배치함으로써, 분해조 내의 고온의 압력가스가 유실되는 것을 방지할 수 있게 되며, 원료의 투입과 최종 스러지의 배출을 연속적으로 유지할 수 있게 된다.
이하에서는 상술한 구성을 가진 열분해조(100)에서의 폐기물 열분해 방법에 대하여 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 열분해조(100)에서의 폐기물 열분해 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 우선 도시된 바와 같이, 버너부(40)를 동작시켜, 본체(20) 내부를, 0.1 ~ 0.5 MPa 및 650K ~ 800K로 유지한다(S1). 이는 열분해를 위한 예열단계라 할 것이다. 상기 도 3에 설명된 투입부(10)를 통해 폐기물과 함께 제올라이트 또는 저질탄을 공급한다(S3). 제올라이트 또는 저질탄을 함께 투입하여 상기 폐기물이 석유화합물인 경우, 열분해를 촉진하는 기능을 한다. 이렇게 투입부(10)를 통해 유입된 폐기물 및 촉진제(제올라이트 또는 저질탄)은 도 2에서 설명된 폐기물 이송 수단(30)을 통해 본체(20) 내부로 이송되게 된다. 여기서, 상기 상기 폐기물이 열분해된다(S5). 이 열분해에 의해, 고체인 차르와, 열분해 가스 그리고, 액체인 정제유가 생성된다. 즉, 크래킹(cracking)이나 재응결(recondansation)반응이 유도 되어, 열분해가스(메탄가스, 수소등)와 차르가 생산될 수 있으며, 상기 열분해 가스는 소정의 정제과정을 거쳐 상기 버너의 에너지원으로 쓰일 수 있게 된다. 즉 상기 열분해 가스는 가스 배출관(60)을 통해 버너로 공급될 수 있다(S7, S9).
한편, 상기 본체(20)에서 열분해된 폐기물의 잔존물(차르)을 상기 폐기물 배출 수단(50)을 통해 상기 본체(20)로부터 배출되게 된다(S11). 고체인 차르는 최종 방사선 가속기 시스템에 의해 그 안에 포함되어 있는 중금속이 제거되어서 퇴비나 소각 연료로 이용될 수 있다(S13).
또한, 열분해시 발생되는 냉각수는 지역 난방이나 농촌의 시설 난방용으로 재활용될 수 있다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 폐기물이 열분해 되는 과정에서 이송 수단에 융착되는 것을 최소화할 수 있어 작동 효율을 높일 수 있다.
또한, 폐기물이 열분해되는 과정에서 발생되는 가스를 버너부의 에너지원으로 이용함으로써 열효율을 높일 수 있고, 폐자원을 재활용할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 열분해조에서 발생하는 가스가 유실되지 않도록 하여 열분해 효율을 높이고, 연료의 투입 및 슬러지의 배출을 연속적으로 유지할 수 있게 된다.
상기와 같이 설명된 폐기물을 연속적으로 열분해하는 열분해조 및 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 열분해조
10 : 투입부
11 : 원통부
12 : 제 1 도어
13 : 제 2 도어
14 : 제 3 도어
20 : 본체
30 : 폐기물 이송 수단
31 : 시트
33 : 고정부
35 : 로드
37 : 제 1 모터부
40 : 버너부
50 : 폐기물 배출 수단
60 : 가스관
10 : 투입부
11 : 원통부
12 : 제 1 도어
13 : 제 2 도어
14 : 제 3 도어
20 : 본체
30 : 폐기물 이송 수단
31 : 시트
33 : 고정부
35 : 로드
37 : 제 1 모터부
40 : 버너부
50 : 폐기물 배출 수단
60 : 가스관
Claims (12)
- 외부의 폐기물을 투입하기 위하여 구성된 폐기물 투입부;
상기 폐기물을 수용하고, 상기 폐기물을 열분해하기 위해 구성되는 본체;
상기 본체를 가열하기 위한 버너부;
상기 폐기물 투입부로 투입되는 상기 폐기물을 상기 본체 내에서 이송시키기 위한 폐기물 이송 수단; 및
상기 본체내에서 상기 폐기물 이송수단에 의해 이송되는 열분해된 폐기물의 잔존물을 상기 본체로부터 배출하기 위한 폐기물 배출 수단을 포함하고,
상기 폐기물 이송수단은, 링형상의 고정부, 그 일단이 상기 고정부에 부착되는 원통형상의 이송부, 및 상기 고정부의 중앙에 끼워지는 로드를 포함하고,
상기 이송부는,
제 1 링, 제 2 링 및 제 3 링을 포함하는 복수의 링, 상기 제 1 내지 제 3 링은 동일한 크기 및 형상이며, 동축상으로 배치되고,;
상기 제 1 링 및 상기 제 2 링에 각각 연결되며, 상기 제 1 내지 제 3 링의 축방향에 대하여 경사지도록 설치되는 다수의 제 1 트위스트 시트;
상기 제 2 링과 상기 제 3 링에서 각각 연결되며, 상기 제 2 링에서는, 열변형에 서로 대응이 되고 처짐 현상을 감소시키도록, 상기 제 1 트위스트 시트 사이 마다 교차되도록 연결되고, 상기 제 1 내지 제 3 링의 축방향에 대하여 경사지도록 설치되는 다수의 제 2 트위스트 시트;
상기 제 1 내지 제 3 링의 축 중심방향에 설치되어서, 상기 제 1 내지 제 3 링에 대하여 구동력을 전달하는 로드; 및
상기 로드를 회전시키기 위한 제 1 모터부를 포함하는, 열 분해조.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 로드는 세라믹 소재로 이루어지는, 열분해조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 모터부와 상기 로드는 역회전 방지 기어를 매개로 연결되는, 열분해조.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 폐기물은, 음식물 슬러지, 가축 분뇨, 및 하수 슬러지 중 적어도 하나를 포함하는 바이오 메스인, 열분해조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 투입부는,
완전 개방된 하면과 부채꼴 형상의 제 1 오프닝이 형성되는 상면을 포함하는 원통부와,
상기 하면을 통해 원통부에 삽입되면서 상기 원통부의 축방향으로 상기 상면과 소정 간격을 두고 설치되며, 부채꼴 형상의 제 2 오프닝을 포함하는, 원형의 제 1 도어와,
상기 제 2 도어와 소정 간격을 두고 설치되며, 부채꼴 형상의 제 3 오프닝을 포함하는, 원형의 제 2 도어와,
상기 제 2 도어와 소정 간격을 두고 설치되며, 부채꼴 형상의 제 4 오프닝을 포함하는, 원형의 제 3 도어를 포함하는, 열분해조.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 3 도어는 120도 간격으로 설치되는, 열분해조.
- 제 1 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법으로서,
상기 본체 내부를 0.1 ~ 0.5 MPa 및 650K ~ 800K 를 유지하는 단계;
상기 투입부를 통해 상기 폐기물과 함께 제올라이트 또는 저질탄을 투여하는 단계;
상기 폐기물과 제올라이트 또는 저질탄을 상기 폐기물 이송 수단을 통해 상기 본체로 이동시키는 단계;
상기 본체에서 상기 폐기물이 열분해되는 단계; 및
상기 본체에서 열분해된 폐기물의 잔존물을 상기 폐기물 배출 수단을 통해 상기 본체로부터 배출시키는 단계를 포함하는, 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 폐기물이 열분해되면서 발생되는 가스를 상기 버너부의 에너지원으로 이용하는 단계를 더 포함하는, 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130052886A KR101315905B1 (ko) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | 폐기물을 연속적으로 열분해하는 열분해조 및 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130052886A KR101315905B1 (ko) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | 폐기물을 연속적으로 열분해하는 열분해조 및 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법 |
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|---|---|
| KR101315905B1 true KR101315905B1 (ko) | 2013-10-10 |
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| KR1020130052886A KR101315905B1 (ko) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | 폐기물을 연속적으로 열분해하는 열분해조 및 열분해조에서의 폐기물 열분해 방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101315905B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102262779B1 (ko) | 2020-12-08 | 2021-06-11 | 성안이엔티주식회사 | 폐합성수지와 가연성 폐기물의 연속투입은 물론 열분해된 부산물을 연속적으로 배출하고 미세먼지와 폐수의 배출이 없이 고품질 오일을 생성하는 열분해 유화 방법 및 장치 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11193803A (ja) * | 1998-01-06 | 1999-07-21 | Kubota Corp | 金属軸とセラミック軸との接続構造 |
| KR200224007Y1 (ko) * | 2000-12-07 | 2001-05-15 | 주식회사사람과환경 | 산업폐기물 건류 처리장치 |
| KR20030012168A (ko) * | 2001-07-30 | 2003-02-12 | 윤복현 | 회전식 소각로용 소각물 투입장치 |
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-
2013
- 2013-05-10 KR KR1020130052886A patent/KR101315905B1/ko active IP Right Grant
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