KR101346361B1

KR101346361B1 - Gas supply system for atmosphere control of plasma furnace and waste disposal system using thereof

Info

Publication number: KR101346361B1
Application number: KR1020120018445A
Authority: KR
Inventors: 이환노; 박동화; 박현서
Original assignee: 인하대학교 산학협력단; 인천광역시
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2013-12-27
Also published as: KR20130096889A

Abstract

본 발명은 플라즈마 설비를 이용하여 폐기물을 열분해 및 용융처리하는 공정에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 폐기물의 용융 및 소각 처리시 예열 및 환원반응이 원활히 이루어지도록 하여 유가 금속을 원활히 회수할 수 있는 동시에, 불완전연소에 의한 2차 오염물질이 발생하지 않는 열분해 용융처리가 가능한 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 LPG 공급시스템 및 이를 이용한 폐기물 처리시스템이 제공된다. The present invention relates to a process for pyrolyzing and melting wastes using plasma equipment. According to the present invention, the preheating and reduction reactions can be smoothly performed during melting and incineration of wastes, thereby recovering valuable metals smoothly. In addition, there is provided an LPG supply system and a waste disposal system using the same, for controlling a plasma melting furnace atmosphere capable of pyrolytic melting without the occurrence of secondary pollutants caused by incomplete combustion.

Description

Gas supply system for atmosphere control of plasma melting furnace and waste treatment system using the same

본 발명은 플라즈마 설비를 이용하여 폐기물을 열분해 및 용융처리하는 공정에 관한 것으로, 더 상세하게는, 고온의 플라즈마 열을 폐기물에 가하여 열분해 및 용융처리를 할 때, 반응로에 LP 가스를 주입하여 예열 및 환원반응이 원활히 일어나도록 하는 동시에, 완전연소를 유도함으로써 오염물질이 발생하지 않도록 하는 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 LPG 공급시스템 및 이를 이용한 폐기물 처리시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a process of pyrolyzing and melting waste by using a plasma equipment, and more particularly, to preheating by injecting LP gas into a reactor when pyrolysis and melting are performed by applying high temperature plasma heat to the waste. And an LPG supply system for controlling the atmosphere of the plasma furnace to prevent the generation of contaminants by inducing complete combustion and simultaneously inducing a reduction reaction, and a waste disposal system using the same.

종래부터, 폐기물 처리에 대한 문제는 인류의 역사와 함께 공존하여 왔다고 할 수 있다.
Conventionally, the problem of waste disposal has coexisted with the history of humanity.

즉, 폐기물 처리에 대하여, 현재에 비하여 인구가 적고 집단적으로 생활하지 않았을 때에는 그 문제가 크게 노출되지 않았으나, 최근 인구 증가 및 대도시와 같은 특정 지역에 인구가 집중됨에 따라 폐기물 처리에 대한 문제가 점점 심각해져 현재는 하나의 사회문제가 되고 있다.
In other words, the problem of waste disposal has not been greatly exposed when the population is smaller and the population has not lived in comparison to the present, but the problem of waste disposal becomes more serious as the population has recently been concentrated and the population has been concentrated in certain areas such as large cities. It is now a social problem.

일반적으로, 폐기물은, 그 배출 형태에 따라 고상, 액상 및 기체 폐기물로 구분되며, 배출원에 따라서는, 가정, 산업, 상업, 농업 폐기물로 구분된다.
In general, wastes are classified into solid, liquid and gaseous wastes according to their discharge form, and are classified into household, industrial, commercial and agricultural wastes depending on the discharge source.

또한, 도시 폐기물(MSW ; municipal solid waste)은, 도시 내에서 수거되는 폐기물을 의미하며, 주로 고상 폐기물로서, 일반적으로 주거활동에 의한 가정 폐기물과 소규모 상가 및 음식점 등으로부터 발생된 폐기물이 혼합된 상태를 말한다.
In addition, municipal solid waste (MSW) refers to waste collected in the city, and is mainly solid waste, and is generally a mixture of household waste from residential activities and waste generated from small shops and restaurants. Say.

이러한 도시 폐기물의 관리계통을 보면, 각각의 발생원에서 생산된 쓰레기는 일단 폐기물 저장용기에 저장되고, 저장용기에 저장된 쓰레기는, 예를 들면, 주택지에 있어서는 손수레 등으로 옮겨져 컨테이너 형식의 적환장에 모여지고, 모여진 컨테이너는 다시 트럭 등에 의해 폐기물 처리장으로 운반되어 처리된다.
In the municipal waste management system, the waste produced at each source is once stored in a waste storage container, and the waste stored in the storage container is transferred to a handbill or the like in a residential area, for example. The collected containers are then transported to a waste disposal site by a truck or the like for disposal.

아울러, 이러한 폐기물 처리방법 중 가장 역사가 길고 흔히 사용되는 방법은 매립 방법으로서, 이는, 폐기물의 조성이 무기 물질인 경우에 더욱 효과적이다.
In addition, the oldest and most commonly used method of treating such waste is landfill, which is more effective when the composition of the waste is inorganic.

이와 같이, 과거의 폐기물 처리방법은 매립에만 의존하였으나, 최근 들어 매립지 확보가 어려워지자 소각이나 폐기물을 자원화하는 방법으로 변환되고 있다.
As such, in the past, waste disposal methods depended only on landfills, but in recent years, when it is difficult to secure landfills, incineration or wastes are converted into resources.

또한, 이러한 폐기물 처리시스템의 종래기술에 대한 예로서, 예를 들면, 한국 등록특허 제10-0508129호(2005.08.04. 등록)에 개시된 바와 같은 "플라즈마 용융시스템의 폐기물 투입, 배기가스 배출장치 및 그 시스템을 이용한 폐기물 처리방법"이 있다.
In addition, as an example of the prior art of such a waste treatment system, for example, as described in the Korean Patent Registration No. 10-0508129 (registered on August 4, 2005) "waste input of the plasma melting system, exhaust gas discharge device and Waste disposal method using the system. "

더 상세하게는, 상기한 등록특허 제10-0508129호의 플라즈마 용융시스템의 폐기물 투입, 배기가스 배출장치 및 그 시스템을 이용한 폐기물 처리방법은, 저준위 방사성 폐기물을 플라즈마를 이용하여 고온 용융 처리하여 환경영향을 최소화할 수 있는 슬랙고화체를 만들어 내고, 방사성 폐기물의 부피도 대폭 감소시킬 수 있도록 한 플라즈마 용융시스템의 폐기물 투입, 배기가스 배출장치 및 그 시스템을 이용한 폐기물 처리방법에 관한 것이다.
More specifically, the waste input of the plasma melting system of the Patent No. 10-0508129 described above, the exhaust gas discharge device and the waste treatment method using the system, the low-level radioactive waste by the high-temperature melting treatment using plasma to reduce the environmental impact The present invention relates to a waste injecting system of a plasma melting system, an exhaust gas discharging apparatus, and a waste disposal method using the system to produce a slack solids that can be minimized and to significantly reduce the volume of radioactive waste.

즉, 상기한 등록특허 제10-0508129호는, 종래, 방사성 폐기물을 고온으로 처리할 경우 기화점이 낮은 방사성 세슘이 휘발되어 이의 처리를 위한 배기계통이 복잡해지고, 시간이 지남에 따라 방사성 세슘이 배기계통의 배관 및 필터 등에 누적되어 작업장의 방사선준위가 높아져 이를 처리하여야 하는 단점이 있었으며, 또한, 기존의 플라즈마 용융시스템을 이용하여 폐기물을 고온 용융하고 생성된 용융물을 처분용기에 부어 슬랙고화체로 만드는 기술은, 용융물을 별도의 용기에 배출하는 과정에서 용융물이 식어 굳어지기 쉽기 때문에 용융물을 배출하기 전에 충분히 가열해 주어야 했던 문제점을 해결하기 위해, 원자력발전소의 운전 및 정비시 발생되는 중, 저준위 방사성 폐기물을 플라즈마를 이용하여 고온 용융 처리하여 환경영향을 최소화할 수 있는 슬랙고화체를 만들어 내고, 방사성 폐기물의 부피도 대폭 감소시킬 수 있도록 한 플라즈마 용융시스템의 폐기물 투입, 배기가스 배출장치 및 그 시스템을 이용한 폐기물 처리방법을 제공하고자 하는 것이다.
That is, the above-mentioned Patent No. 10-0508129 discloses that, when treating radioactive waste at high temperature, radioactive cesium having a low vaporization point is volatilized, and the exhaust system for its treatment is complicated, and radioactive cesium is exhausted over time. Accumulated in the pipes and filters of the system to increase the radiation level of the workplace had a disadvantage to deal with this, and also the technology to make the slag solidified by melting the waste at high temperature using the existing plasma melting system and pouring the melt into the disposal container In order to solve the problem of having to heat sufficiently before discharging the melt, it is easy to cool the melt in the process of discharging the melt into a separate container. High temperature melting treatment using plasma can minimize environmental impact. Creating a solidified slag, intended to provide a waste input of a plasma melting system the volume of radioactive waste is also to be reduced significantly, waste treatment using the emission device and a system method.

이를 위해, 상기한 등록특허 제10-0508129호는, 폐기물과 용융물이 담겨지며, 그 상단부에 설치되는 처분용기 뚜껑과, 내측에서 발생되는 열을 저하시키고, 상기 폐기물 및 용융물의 처분시 같이 처분되지 않도록 분리되는 용융로 냉각수단을 구비하며, 용융물을 냉각시켜 생성된 고화체를 함께 처분할 수 있도록 처분용기인 용융로; 폐기물 투입구를 형성하여 폐기물이 투입되도록 하는 폐기물 투입수단; 상기 폐기물 투입구의 일측에 형성되어 상기 용융로에서 배출되는 배기가스가 투입된 폐기물을 지나서 배출되도록 하는 배기가스 배출구; 및 상기 용융로에서 배출되는 배기가스가 투입된 폐기물과 접촉하는 공간을 제공하고 이러한 폐기물이 밀대에 의하여 균일하게 이송되도록 하는 폐기물 이송수단을 포함하며, 상기 배기가스 배출구는, 상기 폐기물 이송수단 상부에서 폐기물 투입구와 배기가스 배출구가 분리되되, 폐기물 투입구와 배기가스 배출구를 동일한 배관으로 형성하면서 'Y'자 형상으로 형성되어 폐기물 투입 시 유입되는 공기가 용융로 내부로 유입되지 않고 배기가스와 함께 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 용융시스템의 폐기물 투입, 배기가스 배출장치를 개시하고 있다.
To this end, the registered Patent No. 10-0508129, the waste and the melt is contained, the disposal container lid installed on the upper end, and lowers the heat generated inside, the disposal of the waste and the melt together A melting furnace having a melting furnace cooling means separated from each other, the melting furnace being a disposal container so as to dispose together the solids generated by cooling the melt; Waste input means for forming a waste input port to input waste; An exhaust gas outlet formed at one side of the waste inlet so that the exhaust gas discharged from the melting furnace is discharged through the injected waste; And waste conveying means for providing a space in which the exhaust gas discharged from the smelter contacts the injected waste and allowing such waste to be uniformly transported by the plunger, wherein the exhaust gas outlet is a waste inlet above the waste conveying means. And the exhaust gas outlet are separated, and the waste inlet and the exhaust gas outlet are formed in the same pipe, and are formed in a 'Y' shape so that the air introduced during the waste input is discharged together with the exhaust gas without being introduced into the melting furnace. Disclosed is a waste input and an exhaust gas discharge device of a plasma melting system.

그러나 상기한 등록특허 제10-0508129호는 방사성 폐기물의 처리만을 고려한 것으로 폐기물로부터 유효자원을 추출하여 재활용하는 방법에 대하여는 고려된 바가 없었다.
However, the above-mentioned Patent No. 10-0508129 considers only the treatment of radioactive waste, and has not been considered about a method of extracting and recycling active resources from the waste.

아울러, 상기한 바와 같은 폐기물 처리시스템에 대한 종래기술의 다른 예로서, 예를 들면, 한국 등록특허 제10-1107384호(2012.01.11. 등록)에 개시된 바와 같은 "플라즈마 열분해 공정 기술을 이용하여 폐기물로부터합성가스의 정제 공정 및 장치"가 있다.
In addition, as another example of the prior art for the waste treatment system as described above, for example, waste using the "plasma pyrolysis process technology as disclosed in Korean Patent No. 10-1107384 (registered on Jan. 11, 2012). From the process and apparatus for purifying syngas.

더 상세하게는, 상기한 등록특허 제10-1107384호의 플라즈마 열분해 공정 기술을 이용하여 폐기물로부터 합성가스의 정제 공정 및 장치는, 플라즈마 토치 및 용융로로 각종 폐기물들을 열분해-용융시켜 용융되어 배출되는 슬래그를 유리화하여 재활용하고, 열분해된 가스는 개발/적용된 정제시설을 거쳐 정제된 합성가스를 생산하며, 정제된 합성가스는 개발된 자원화 시설을 적용하여 고순도 수소(H₂), 일산화탄소(CO), 메탄올(CH₃OH) 등의 연료가스 생산, 가스터빈 발전 및 가스엔진 발전을 통한 전기생산, 유가금속 회수, 석탄 가스화, 탄소 배출권 확보 등으로 응용분야를 확대할 수 있는 플라즈마 열분해 공정 기술을 이용하여 폐기물로부터 합성가스의 정제 공정 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.
More specifically, the process and apparatus for purifying syngas from the waste using the plasma pyrolysis process technology of the above-described Patent No. 10-1107384, pyrolyze-melts various wastes into a plasma torch and a melting furnace to melt and discharge slag. Vitrified and recycled, and pyrolyzed gas produces purified syngas through developed / applied refining facilities. Purified syngas is applied to the developed recycling facilities to produce high purity hydrogen (H ₂ ), carbon monoxide (CO), methanol ( CH ₃ OH) from the waste by using plasma pyrolysis process technology that can expand the application areas such as fuel gas production, gas turbine power generation and electricity generation through gas engine power generation, valuable metal recovery, coal gasification, carbon credits, etc. It is to provide a process and apparatus for purifying syngas.

이를 위해, 상기한 등록특허 제10-1107384호는, 플라즈마 용융로 내에 공급된 폐기물을 아크 플라즈마로 열분해시켜 슬래그 및 열분해가스를 방출시키는 단계; 상기 용융로의 상부와 연결부를 통하여 연결되고 내부 공간을 갖는 복사 타입의 제 1 챔버, 상기 제 1 챔버의 상부 일측과 연결되고 내부 공간을 갖는 대류 타입의 제 2 챔버, 외부로부터 유입되어 상기 제 1 챔버의 내벽을 따라 상기 제 1 챔버의 내부에 형성된 제 1 수관 및 외부로부터 유입되어 상기 제 2 챔버의 내부 공간에 지그재그로 형성된 제 2 수관을 구비하고, 상기 제 1 챔버의 말단부는 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 사면으로 형성되며, 상기 제 1 챔버의 내부 공간은 공급되는 열분해가스의 온도를 850℃ 이하로 낮추기에 충분한 크기를 갖는 폐열 보일러를 통과시켜 비산재 및 폐열을 회수하는 단계; 상기 폐열 보일러로부터 방출되는 열분해가스에 포함된 비산재를 여과필터가 설치된 여과집진기에서 여과시키는 단계; 상기 여과된 열분해가스에 포함되어 있는 염산(HCl)을 제거하고 소정의 온도로 냉각시키는 단계 및 상기 냉각 단계로부터 방출되는 열분해가스에 포함된 황화수소(H2S)을 포함하는 유해물질을 제거하는 단계; 및 상기 유해물질이 제거된 가스를 수집하는 단계 또는 연소시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 열분해 공정 기술을 이용하여 폐기물로부터 합성가스를 정제하는 공정을 개시하고 있다.
To this end, the above Patent No. 10-1107384 is a step of thermally decomposing wastes supplied in a plasma melting furnace into arc plasma to release slag and pyrolysis gas; A radiation type first chamber connected through an upper portion of the melting furnace and having an inner space, a second chamber of convection type connected to an upper side of the first chamber and having an inner space, and introduced from the outside into the first chamber. A first water pipe formed in the interior of the first chamber along the inner wall of the first chamber and a second water pipe zigzag in the internal space of the second chamber, and the distal end portion of the first chamber gradually goes downward; Recovering fly ash and waste heat by passing through a waste heat boiler having a size sufficient to lower the temperature of the supplied pyrolysis gas to 850 ° C. or less; Filtering fly ash contained in the pyrolysis gas discharged from the waste heat boiler in a bag filter equipped with a filter; Removing hydrochloric acid (HCl) included in the filtered pyrolysis gas, cooling to a predetermined temperature, and removing harmful substances including hydrogen sulfide (H 2 S) included in the pyrolysis gas discharged from the cooling step; And collecting or combusting the gas from which the noxious substance has been removed. It discloses a process of purifying syngas from waste using a plasma pyrolysis process technique comprising a.

상기한 바와 같이, 종래, 폐기물을 처리하는 시스템 및 방법에 대한 여러 가지 연구가 진행되어 왔으나, 기존에 제시된 종래기술에는 다음과 같은 문제점이 있는 것이었다.
As described above, in the past, various studies on the system and method for treating waste have been conducted. However, the conventional technology presented in the related art has the following problems.

즉, 현재 폐기물을 처리하는 가장 일반적인 방법으로 사용되는 소각공정은, 폐기물의 공급, 연소, 연소가스 처리, 재처리 과정들로 구성된다.
That is, the incineration process currently used as the most common method of treating waste consists of the supply of waste, combustion, combustion gas treatment and reprocessing.

여기서, 폐기물을 공급하는 공정은, 회분식으로 주입하는 방법과, 연속식으로 공급하는 방법이 있으며, 과거에는 회분식으로 폐기물을 공급하도록 되어 있었으나, 현재에는 소각시설이 대형화되면서 연속식으로 공급하게 되었다.
Here, the process of supplying waste includes a method of injecting batchwise and a method of continuously supplying waste. In the past, waste was supplied in batch form.

또한, 연속식 방법을 적용하기 위해서는 충분한 폐기물을 확보하여 저장할 수 있어야 하며, 연소기의 고장이나 점검에 대비하여 예비의 소각시설도 요구된다.
In addition, in order to apply the continuous method, sufficient waste must be secured and stored, and a preliminary incineration facility is also required in case of failure or inspection of the combustor.

아울러, 폐기물 저장탱크는, 강우에 의해 젖지 않도록 지붕을 씌우는 것이 일반적이며, 폐기물을 2 ~ 3일 이상 보관시는 부패하여 냄새가 날 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 공기를 주입하여 호기성 상태로 만들고 냄새 나는 공기를 연소시키기도 한다.
In addition, the waste storage tank, it is common to cover the roof so as not to get wet by the rain, and when the waste is stored for more than 2 to 3 days, it may decay and smell, in order to prevent this by injecting air to make aerobic state and smell I also burn air.

더욱이, 상기한 바와 같은 과정들은, 연소실, 연소로, 또는, 소각로 내에서 이루어지며, 여기서, 연소실은, 공급된 폐기물을 건조, 휘발, 점화시켜 연소시키는 1차 연소실과, 1차 연소실에서 미연소된 부분을 연소시키는 2차 연소실로 구성되어 있다.
Moreover, the above processes are carried out in a combustion chamber, a combustion furnace, or an incinerator, where the combustion chamber comprises a primary combustion chamber for drying, volatilizing and igniting the supplied waste and unburning in the primary combustion chamber. It consists of the secondary combustion chamber which burns a part.

또한, 연소실의 형상은, 직육면체형, 수직 원통형, 회전로상형, 로터리 킬른(rotary kiln)형 등이 있으며, 폐기물 성분이나 주변 환경에 따라 연소로를 선정할 수 있다.
Moreover, the shape of a combustion chamber is a rectangular parallelepiped, a vertical cylindrical shape, a rotary kiln shape, a rotary kiln type | mold, etc., and a combustion furnace can be selected according to a waste component or the surrounding environment.

아울러, 종래의 소각로들은, 폐기물 중 가연성 물질들을 연소공정에 의해 소각하고 비가연성 물질들은 소각재로써 소각로 하부에 모아 외부로 배출하여 처리하는 것이 일반적이었다.
In addition, the conventional incinerators, it was common to incinerate the combustible materials in the waste by the combustion process and to collect the non-combustible materials in the incinerator lower portion as the incinerator to discharge to the outside.

따라서 폐기물 중 무기성분들은 소각재로 일괄 처리되어 매립장으로 운반 처리되나, 소각재 중에는 철 성분 등 유가금속들을 함유하는 것들도 있으므로, 이러한 경우는 별도로 이들을 회수하여 재활용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
Therefore, the inorganic components in the waste are collectively treated as incineration ash and transported to a landfill, but some ashes contain valuable metals such as iron, and in this case, it is desirable to separately recover and recycle them.

그러나 기존의 샤프트 타입의 소각로에서는, 폐기물 또는 원료 투입시, 폐기물이나 원료를 반응로 내부로 직접 투입하게 되어 있으므로, 예열하기가 매우 어려운 구조로 되어 있다는 단점이 있었다.
However, in the conventional shaft type incinerator, when the waste or raw material is added, the waste or raw material is directly injected into the reactor, which has a disadvantage in that it is very difficult to preheat.

또한, 종래의 소각로의 다른 예로서, 예를 들면, 로터리 킬른로가 있으며, 이는, 킬른로가 회전함으로써 폐기물들이 적절하게 혼합되어 반응에 유리하게 작용할 수 있으나, 킬른로를 회전시키기 위한 별도의 구동장치가 필요하며, 더욱이, 이러한 구동장치가 고장나기 쉽고, 폐기물의 대량 처리가 어렵다는 단점이 있었다.
In addition, another example of a conventional incinerator is, for example, a rotary kiln, which is a separate drive for rotating the kiln, although the kiln furnace may be rotated to properly mix the wastes to act in favor of the reaction. There is a need for an apparatus, and furthermore, such a drive is prone to breakdown and has a disadvantage in that a large amount of waste is difficult.

아울러, 상기한 바와 같은 종래의 소각로에서는, 폐기물 소각을 위해 필요한 열량을 공급하기 위한 열원으로서 경유 버너가 설치되어 있는 것이 일반적이다.
In addition, in the conventional incinerator as described above, a diesel oil burner is generally provided as a heat source for supplying the amount of heat required for waste incineration.

여기서, 경유는 주위에서 쉽게 구할 수 있으며 연료로 가격이 싸다는 장점이 있으나, 경유는 연소시 점화가 신속하게 되지 않을 뿐만 아니라, 운전중 완전연소가 되지 않는 경우가 많아 불완전연소에 의한 검댕이 등 대기오염 물질이 발생하기 쉬우므로, 필연적으로 소각로 뒤에 연결되어 있는 배기가스 처리시스템에 많은 부담을 주게 되어 이에 대한 대책이 요구되고 있다.
Here, diesel is easily available from the surroundings and has the advantage of being cheap as a fuel. However, diesel is not only rapidly ignited during combustion, but also often does not become completely burned during operation. Since pollutants are liable to occur, it is inevitable to put a lot of burden on the exhaust gas treatment system connected behind the incinerator is required to take measures against this.

또한, 최근에 많이 이용되는 플라즈마 열분해 및 용융공정은, 고온에서 이루어지므로 로내에 산소가 존재하게 되면 산화반응이 일어나 유가 금속을 회수하는 공정이 원활히 진행되지 못하게 된다.
In addition, recently used plasma pyrolysis and melting process is carried out at a high temperature, when oxygen is present in the furnace, oxidation reaction occurs and the process of recovering valuable metals does not proceed smoothly.

또한, 이때, 상기한 바와 같이 경유를 사용하게 되면, 불완전 연소에 의한 미연소 물질이 다량으로 발생하게 되어 후처리 공정에 악영향을 주게 된다는 문제점도 있었다.
In addition, when diesel is used as described above, a large amount of unburned material due to incomplete combustion may be generated, which may adversely affect the aftertreatment process.

따라서 상기한 바와 같은 종래의 소각로의 문제점들을 해결하기 위하여는, 적절한 로내 환원반응 유도와 로내 완전연소가 가능한 연료물질의 투입 및 운전의 용이함이 필수적으로 요구되나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다.
Therefore, in order to solve the problems of the conventional incinerator as described above, it is essential to facilitate the introduction and operation of fuel materials capable of inducing a proper in-house reduction reaction and complete combustion in the furnace, but the device that satisfies all such requirements is still required. I do not have a way.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 폐기물의 용융 및 소각 처리시 유가 금속을 원활히 회수하면서 불완전연소에 의한 2차 오염물질이 발생하지 않는 열분해 용융처리가 가능한 처리장치 및 처리방법을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and therefore an object of the present invention is to thermally decompose secondary pollutants due to incomplete combustion while recovering valuable metals during the melting and incineration of wastes. It is to provide a treatment apparatus and a treatment method capable of melt treatment.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 플라즈마의 고열을 이용하여 폐기물을 열분해 용융처리하는 플라즈마 용융 공정에서 LP 가스를 투입하여 플라즈마 용융로 분위기 조절함으로써 예열 및 환원반응이 원활히 이루어지도록 하는 동시에, 완전연소를 유도할 수 있는 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 LPG 공급시스템을 제공하고자 하는 것이다.
In addition, another object of the present invention, by introducing LP gas in the plasma melting process of pyrolysis and melting the waste by using the high heat of the plasma to control the atmosphere of the plasma melting furnace to facilitate the preheating and reduction reaction, while also inducing complete combustion It is to provide an LPG supply system for plasma melting furnace atmosphere control.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 바와 같은 LPG 공급시스템을 이용하여 폐기물의 용융 및 소각 처리시 예열 및 환원반응이 원활히 이루어지도록 하여 유가 금속을 원활히 회수할 수 있는 동시에, 불완전연소에 의한 2차 오염물질이 발생하지 않는 열분해 용융처리가 가능한 폐기물 처리시스템을 제공하고자 하는 것이다.
In addition, another object of the present invention, by using the LPG supply system as described above to facilitate the preheating and reduction reaction during the melting and incineration of the waste, it is possible to recover the valuable metal smoothly, at the same time due to incomplete combustion It is an object of the present invention to provide a waste treatment system capable of pyrolysis melting treatment without generating secondary pollutants.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 가스 공급시스템을 이용한 폐기물 처리시스템에 있어서, 폐기물을 투입하기 위한 장입장치; 상기 장입장치의 하부와 연결되어 상기 장입장치에 의해 투입된 상기 폐기물을 처리하기 위한 반응로; 상기 반응로의 상부에 연결되어 상기 반응로 내에 추가적인 열량을 공급하기 위한 가스를 공급하는 가스 공급장치; 및 상기 반응로의 하부에 연결되어 상기 반응로에서 생성된 슬래그를 배출하기 위한 슬래그 배출장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폐기물 처리시스템이 제공된다.
In order to achieve the object as described above, according to the present invention, a waste treatment system using a gas supply system for the plasma melting furnace atmosphere control, charging apparatus for injecting waste; A reactor configured to be connected to a lower portion of the charging device to process the waste introduced by the charging device; A gas supply device connected to an upper portion of the reactor to supply a gas for supplying additional heat into the reactor; And it is connected to the lower portion of the reactor is provided with a waste treatment system comprising a slag discharge device for discharging the slag generated in the reactor.

여기서, 상기 반응로는, 상기 장입장치에 의해 투입된 폐기물이 열분해 되는 열 분해실; 상기 열 분해실에서 열분해가 완료되된 폐기물이 이동되어 용융에 의해 슬래그층 및 메탈층이 형성되는 용융실; 및 상기 열 분해실 및 상기 용융실에서 발생한 배기가스가 이동되어 불완전 연소된 배기가스가 완전연소되도록 유도하는 2차 연소실을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Here, the reaction furnace, a pyrolysis chamber in which the waste introduced by the charging device is pyrolyzed; A molten chamber in which the waste having completed pyrolysis in the pyrolysis chamber is moved to form a slag layer and a metal layer by melting; And a secondary combustion chamber configured to induce exhaust gases generated in the pyrolysis chamber and the melting chamber to be completely combusted by the incompletely burned exhaust gas.

또한, 상기 열 분해실 및 상기 용융실의 상부에는 각각 플라즈마 토치가 추가로 구비되고, 상기 용융실은, 상기 플라즈마 토치와 상기 용융실 바닥에 설치된 바닥전극에 의해 이송식 운전으로 용융이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In addition, a plasma torch is further provided on each of the pyrolysis chamber and the melting chamber, and the melting chamber is melted by a transfer operation by the plasma torch and a bottom electrode installed at the bottom of the melting chamber. do.

아울러, 상기한 시스템은, 상기 용융실에서 발생된 용융 슬래그 내에 존재하는 유가 금속들은 상기 슬래그 하부의 메탈층으로 하강하며, 상기 메탈층에서 생성된 용융 메탈은 상기 용융실 측면에 형성된 메탈 배출구를 통하여 배출되고, 상기 용융 슬래그는 슬래그 배출구를 통해 상기 슬래그 배출장치로 유입되어 상기 슬래그 배출장치에 설치된 컨테이너에 담겨지도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the system, the valuable metals present in the molten slag generated in the melting chamber is lowered to the metal layer below the slag, the molten metal produced in the metal layer through the metal outlet formed on the side of the melting chamber Discharged, the molten slag is characterized in that it is configured to be introduced into the slag discharge device through a slag discharge port is contained in a container installed in the slag discharge device.

더욱이, 상기 2차 연소실은, 원통형으로 형성되어 불완전 연소된 배기가스가 완전연소되도록 선회류를 유도하며, 상기 2차 연소실의 상부에는 필요시 추가적인 열량을 공급하기 위한 보조 버너가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
Furthermore, the secondary combustion chamber is formed in a cylindrical shape to induce swirl flow so that the incompletely burned exhaust gas is completely burned, and an auxiliary burner is installed at the upper portion of the secondary combustion chamber to supply additional heat if necessary. It is done.

또한, 상기한 시스템은, 상기 2차 연소실에서 완전연소된 배기가스의 열량을 회수하기 위한 폐열 보일러; 상기 배기가스를 급냉 처리하기 위한 퀀처(quencher); 상기 배기가스의 분진을 제거하기 위한 집진기; 상기 배기가스의 산성 성분을 제거하기 위한 스크러버(scrubber); 및 상기 배기가스를 대기로 배출하기 위한 굴뚝을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the system, a waste heat boiler for recovering the heat of the exhaust gas completely burned in the secondary combustion chamber; A quencher for quenching the exhaust gas; A dust collector for removing dust of the exhaust gas; A scrubber for removing acidic components of the exhaust gas; And a chimney for discharging the exhaust gas to the atmosphere.

아울러, 상기 가스 공급장치는, 외부 저장소로부터 운반된 가스가 저장되는 가스 저장탱크; 가스 저장탱크로부터 상기 반응로까지 연결되는 가스관; 상기 가스 저장탱크로부터 공급되는 가스를 기화시키는 기화기; 상기 기화기를 통하여 기화된 가스를 가스가 필요한 곳으로 분배하는 분배기; 가스의 역류를 방지하기 위한 체크밸브; 가스의 유량을 조절하기 위한 제 1 볼 밸브; 가스의 유량을 확인하기 위한 유량계; 가스의 압력을 확인하기 위한 압력계; 가스의 감압을 위한 감압 밸브; 가스의 유량을 추가적으로 조절하기 위한 제 2 볼 밸브; 상기 가스 저장탱크로부터 상기 가스관을 통하여 상기 반응로까지 이동된 가스를 상기 반응로에 투입하기 위한 가스 투입노즐; 및 상기 가스 저장탱크로부터 공급된 가스가 상기 투입노즐을 통하여 투입되기 전에 다시 한 번 미세조정을 행하여 항상 정량의 가스가 상기 반응로 내에 투입되도록 하기 위해 상기 투입노즐 직전에 설치되는 글로브 밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the gas supply device, the gas storage tank in which the gas carried from the external storage is stored; A gas pipe connected from a gas storage tank to the reactor; A vaporizer for vaporizing a gas supplied from the gas storage tank; A distributor for distributing the gas vaporized through the vaporizer to a place where gas is needed; A check valve for preventing backflow of gas; A first ball valve for regulating the flow rate of the gas; A flow meter for checking the flow rate of the gas; A pressure gauge for checking the pressure of the gas; A pressure reducing valve for reducing pressure of the gas; A second ball valve for further adjusting the flow rate of the gas; A gas injection nozzle for introducing gas, which is moved from the gas storage tank to the reactor through the gas pipe, to the reactor; And a globe valve installed just before the injection nozzle so as to perform fine adjustment once again before the gas supplied from the gas storage tank is introduced through the injection nozzle so that a quantity of gas is always introduced into the reactor. Characterized in that configured.

여기서, 상기 가스는, LP 가스(LPG)인 것을 특징으로 한다.
Here, the gas is characterized in that the LP gas (LPG).

또한, 본 발명에 따르면, 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위해 상기 용융로에 가스를 공급하는 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 가스 공급시스템에 있어서, 외부 저장소로부터 운반된 가스가 저장되는 가스 저장탱크; 가스 저장탱크로부터 상기 용융로까지 연결되는 가스관; 상기 가스 저장탱크로부터 공급되는 가스를 기화시키는 기화기; 상기 기화기를 통하여 기화된 가스를 가스가 필요한 곳으로 분배하는 분배기; 가스의 역류를 방지하기 위한 체크밸브; 가스의 유량을 조절하기 위한 제 1 볼 밸브; 가스의 유량을 확인하기 위한 유량계; 가스의 압력을 확인하기 위한 압력계; 가스의 감압을 위한 감압 밸브; 가스의 유량을 추가적으로 조절하기 위한 제 2 볼 밸브; 상기 가스 저장탱크로부터 상기 가스관을 통하여 상기 용융로까지 이동된 가스를 상기 용융로에 투입하기 위한 가스 투입노즐; 및 상기 가스 저장탱크로부터 공급된 가스가 상기 투입노즐을 통하여 투입되기 전에 다시 한 번 미세조정을 행하여 항상 정량의 가스가 상기 용융로 내에 투입되도록 하기 위해 상기 투입노즐 직전에 설치되는 글로브 밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 가스 공급시스템이 제공된다.
According to the present invention, there is provided a gas supply system for plasma melting furnace atmosphere control for supplying gas to the melting furnace to control the atmosphere of the plasma melting furnace, the gas storage tank in which the gas carried from the external storage is stored; A gas pipe connected from a gas storage tank to the melting furnace; A vaporizer for vaporizing a gas supplied from the gas storage tank; A distributor for distributing the gas vaporized through the vaporizer to a place where gas is needed; A check valve for preventing backflow of gas; A first ball valve for regulating the flow rate of the gas; A flow meter for checking the flow rate of the gas; A pressure gauge for checking the pressure of the gas; A pressure reducing valve for reducing pressure of the gas; A second ball valve for further adjusting the flow rate of the gas; A gas injection nozzle for introducing gas, which is moved from the gas storage tank to the melting furnace through the gas pipe, to the melting furnace; And a globe valve installed just before the injection nozzle so that the gas supplied from the gas storage tank is finely adjusted again before being introduced through the injection nozzle so that a quantity of gas is always introduced into the melting furnace. A gas supply system for controlling the atmosphere of the plasma melting furnace is provided.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 플라즈마의 고열을 이용하여 폐기물을 열분해 용융처리를 실시하는 공정에서 LP 가스를 투입하여 플라즈마 용융로 분위기를 조절함으로써, 예열 및 환원반응이 원활히 이루어지도록 하여 유가 금속을 원활히 회수할 수 있는 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 LPG 공급시스템 및 이를 이용한 폐기물 처리시스템이 제공된다.
As described above, according to the present invention, in the process of pyrolytic melting treatment of waste using high heat of plasma, LP gas is added to control the atmosphere of the plasma melting furnace, so that preheating and reducing reactions are performed smoothly, thereby reducing valuable metals. Provided is an LPG supply system for smoothly recovering plasma furnace atmosphere control and a waste disposal system using the same.

또한, 본 발명에 따르면, 플라즈마의 고열을 이용하여 폐기물을 열분해 용융처리를 실시하는 공정에서 LP 가스를 투입하여 플라즈마 용융로 분위기를 조절하고 완전연소를 유도함으로써, 경유의 불완전연소에 의해 대기 오염물질이 발생하였던 종래의 폐기물 처리시스템의 문제점을 해결하여, 2차 오염물질이 발생하지 않는 열분해 용융처리가 가능한 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 LPG 공급시스템 및 이를 이용한 폐기물 처리시스템이 제공된다.
In addition, according to the present invention, by controlling the plasma melting furnace atmosphere and inducing complete combustion by injecting LP gas in the process of performing pyrolysis melting treatment of waste using high heat of plasma, air pollutants are generated by incomplete combustion of diesel fuel. In order to solve the problems of the conventional waste treatment system, the LPG supply system and the waste treatment system using the same are provided for the plasma melting furnace atmosphere control capable of pyrolytic melting treatment without generating secondary pollutants.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 용융 폐기물 처리시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 용융 폐기물 처리시스템의 전체적인 처리 흐름을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 용융 폐기물 처리시스템의 반응로에 적용된 LPG 공급시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 1 is a configuration diagram schematically showing the overall configuration of the plasma melt waste treatment system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the overall processing flow of the plasma molten waste treatment system according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
3 is a configuration diagram schematically showing the overall configuration of the LPG supply system applied to the reactor of the plasma molten waste treatment system according to the embodiment of the present invention shown in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 LPG 공급시스템 및 이를 이용한 폐기물 처리시스템의 상세한 내용에 대하여 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the LPG supply system for controlling the plasma furnace atmosphere and waste treatment system using the same.

여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
It should be noted that the following description is only an embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.

즉, 본 발명은, 불완전 연소에 의한 미연소 물질이 다량으로 발생하여 오염물질 발생 및 후처리 공정에 악영향을 주고 유가 금속을 회수하는 공정이 원활히 진행되지 못하였던 종래의 폐기물 처리시스템의 문제점을 해결하기 위해, 플라즈마의 고열을 이용하여 폐기물을 열분해 용융처리하는 플라즈마 용융 공정에서 LP 가스를 투입하여 플라즈마 용융로 분위기 조절함으로써 예열 및 환원반응이 원활히 이루어지도록 하는 동시에, 완전연소를 유도할 수 있는 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 LPG 공급시스템 및 이를 이용한 폐기물 처리시스템에 관한 것이다.
That is, the present invention solves the problem of the conventional waste treatment system in which a large amount of unburned material due to incomplete combustion is generated, which adversely affects the generation of pollutants and the post-treatment process and the process of recovering valuable metals does not proceed smoothly. To this end, in the plasma melting process of pyrolytic melting treatment of waste using high heat of plasma, LP gas is introduced to control the atmosphere of the plasma melting furnace so that preheating and reducing reactions are performed smoothly, and at the same time, a plasma melting furnace atmosphere capable of inducing complete combustion. The present invention relates to an LPG supply system for regulation and a waste disposal system using the same.

이를 위해, 본 발명에 따르면, 후술하는 바와 같이, 폐기물을 이동시키는 투입장치, 폐기물을 투입하기 위해 일시 저장하는 호퍼, 로내 온도를 고온으로 유지하고 폐기물의 열분해 및 용융을 위한 열원인 플라즈마 토치, 가연성 폐기물을 열분해 하기 위한 열분해실, 무기물에 대한 용융반응이 일어나는 용융실, 용융처리에 의해 발생된 슬래그를 배출하기 위한 슬래그 배출장치, 폐기물처리시 발생한 배기가스의 완전연소를 위한 2차 연소실, 연소공기 공급용 팬, 공기 공급용 팬, ID 팬, 굴뚝을 포함하여 구성되는 플라즈마를 이용한 폐기물 처리장치가 제공된다.
To this end, according to the present invention, as described below, an input device for moving waste, a hopper for temporarily storing the waste, a plasma torch that is a heat source for pyrolysis and melting of the waste, maintaining the temperature in the furnace at a high temperature, and flammability Pyrolysis chamber for pyrolyzing waste, melting chamber for melting reaction to inorganic material, slag discharge device for discharging slag generated by melting treatment, secondary combustion chamber for complete combustion of exhaust gas generated during waste treatment, combustion air Provided is a waste treatment apparatus using a plasma including a supply fan, an air supply fan, an ID fan, and a chimney.

여기서, 상기한 용융로에는, 용융 슬래그 및 용융 금속이 로내에 존재하면서 이때 필요한 열량을 공급할 수 있도록 하는 플라즈마 토치와, 로내 상황에 따라 추가열량을 발생시킬 수 있는 LP가스를 공급하는 LPG 공급시스템이 설치된다.
Here, the above-mentioned melting furnace is provided with a plasma torch, which allows molten slag and molten metal to be present in the furnace and supplies the required amount of heat at this time, and an LPG supply system for supplying LP gas that can generate additional heat amount depending on the conditions in the furnace. do.

또한, 상기한 LPG 공급시스템은, 용융로에서 고온의 용융반응시 금속의 회수에 필요한 환원반응이 일어나도록 하기 위해 로내 분위기를 무산소 분위기 또는 산소가 결핍된 분위기로 만들 수 있도록 LP가스를 로내에 분사한다.
In addition, the LPG supply system injects LP gas into the furnace so that the atmosphere in the furnace can be made into an oxygen-free or oxygen-free atmosphere so that a reduction reaction necessary for recovery of the metal occurs in the melting furnace at a high temperature. .

아울러, 상기한 LPG 공급시스템은, 반응로에 LP가스를 공급할수 있도록 액화된 LP가스가 저장탱크로부터 나와 기화기에서 기화된 후, 분배기에서 분배되어 LP가스관을 통하여 흘러가면서 체크밸브, 볼 밸브, 유량계, 압력계, 감압밸브, 유량 추가조절을 위한 볼 밸브 및 로내 투입직전 정량투입을 위한 미세조정용 글로브 밸브들을 통과한 후, 반응로에 장착된 노즐에서 발사되도록 구성된다.
In addition, the LPG supply system, the LP gas liquefied to supply the LP gas to the reactor is vaporized in the vaporizer from the storage tank, then distributed in the distributor flows through the LP gas pipe check valve, ball valve, flow meter After passing through a pressure gauge, a pressure reducing valve, a ball valve for further control of the flow rate, and a finely adjusting globe valve for metering just before the in-house injection, it is configured to be fired from a nozzle mounted in the reactor.

더욱이, 상기한 LPG 공급시스템은, 고온의 플라즈마로를 장시간 운전시 반응로 내에 장착된 LP가스 발사 노즐이 고온에 의한 부식이나 파손을 방지하기 위해 수냉식으로 노즐을 보호하도록 구성된다.
Moreover, the LPG supply system is configured such that the LP gas firing nozzle mounted in the reactor when the high temperature plasma furnace is operated for a long time protects the nozzle by water cooling in order to prevent corrosion or breakage caused by high temperature.

계속해서, 첨부된 도면을 참조하여, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 LPG 공급시스템 및 이를 이용한 폐기물 처리시스템의 구체적인 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
Subsequently, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a specific embodiment of the LPG supply system and the waste treatment system using the same for the plasma melting furnace atmosphere control according to the present invention as described above.

먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 용융 폐기물 처리시스템(10)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
First, referring to FIG. 1, FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the overall configuration of a plasma molten waste treatment system 10 according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 2를 참조하면, 도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 용융 폐기물 처리시스템(10)의 전체적인 처리 흐름을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
In addition, referring to FIG. 2, FIG. 2 is a block diagram schematically showing the overall processing flow of the plasma molten waste treatment system 10 according to the embodiment of the present invention shown in FIG.

즉, 일반적으로, 폐기물에는 유기물과 무기물 및 금속류들이 함유되어 있으므로, 이러한 구성물들을 모두 적합하게 처리할 수 있는 장치가 요구된다.
That is, in general, since waste contains organic matter, inorganic matter and metals, an apparatus capable of properly treating all of these components is required.

또한, 플라즈마를 이용하여 폐기물을 열적 처리하는 과정은, 가연성 물질의 경우는 열분해 또는 연소, 2차 연소, 배기가스 정화단계를 거쳐야 하며, 비가연성 물질의 경우는 불연소된 잔여물의 용융, 용융물 배출, 그리고 냉각단계를 거쳐야만 한다.
In addition, the process of thermally treating wastes using plasma should be carried out through pyrolysis or combustion, secondary combustion, and exhaust gas purification in case of flammable materials, and melting and melting of unburned residues in case of non-combustible materials. And cooling stage.

따라서 이러한 목적을 달성하기 위해 적용되는 설비는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 플라즈마가 장착된 열분해 용융설비를 이용한 처리가 행하여져야 한다.
Therefore, the equipment applied in order to achieve this object, as shown in Figs. 1 and 2, should be treated using a pyrolysis melting apparatus equipped with a plasma.

더 상세하게는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 플라즈마를 이용한 폐기물 처리시스템(10)의 일반적인 처리 흐름은, 먼저, 폐기물(11)이 처리시스템(10)의 상부로 이동되어 장입장치(12)에 의해 처리시스템(10)에 부착된 호퍼로 장입되거나 일시 보관된다.
More specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, in the general processing flow of the waste treatment system 10 using plasma, first, the waste 11 is moved to an upper portion of the treatment system 10 so that the charging apparatus ( 12) is charged or temporarily stored in a hopper attached to the treatment system 10.

다음으로, 처리가 시작되면, 호퍼에 일시 보관된 폐기물들은 투입구를 통해 반응로(13) 내로 투입된다.
Next, when the treatment is started, the waste temporarily stored in the hopper is introduced into the reactor 13 through the inlet.

여기서, 반응로(13)는, 열분해실(14), 용융실(15), 2차연소실(16)을 포함하여 구성되며, 열분해실(14)과 용융실(15)에는 각각 플라즈마 토치(17)가 장착되어 있다.
Here, the reactor 13 includes a pyrolysis chamber 14, a melting chamber 15, a secondary combustion chamber 16, and a plasma torch 17 in the pyrolysis chamber 14 and the melting chamber 15, respectively. ) Is installed.

또한, 반응로(13)의 내부는 내열벽돌 및 단열벽돌로 이루어지며, 챔버가 서로 중첩되는 벽 부위에는 내열 콘크리트를 사용하고, 로 외부는 구조물의 강도를 유지하기 위해 금속으로 코팅된다.
In addition, the inside of the reactor 13 is composed of a heat-resistant brick and a heat-insulating brick, heat-resistant concrete is used for the wall portion where the chambers overlap each other, the outside of the furnace is coated with metal to maintain the strength of the structure.

아울러, 열분해실(14)은, 소각로의 위쪽에 위치하고 있으며, 상부에는 투입구가 형성되어 있고, 이곳에 폐기물에 따라 적합한 장입장치(12)가 연결된다.
In addition, the pyrolysis chamber 14 is located above the incinerator, and an inlet is formed in the upper part, and a charging device 12 suitable for the waste is connected thereto.

따라서 장입장치(12)에 의해 정량으로 열분해실(14)로 투입된 폐기물은 열분해실(14)에서 체류하면서 열분해 되며, 열분해가 완료되면 열분해실(14) 아래쪽에 위치한 용융실(15)로 이동된다.
Therefore, the waste introduced into the pyrolysis chamber 14 in a quantitative manner by the charging device 12 is pyrolyzed while staying in the pyrolysis chamber 14, and when the pyrolysis is completed, the waste is moved to the melting chamber 15 located below the pyrolysis chamber 14. .

용융실(15)에서는, 플라즈마 토치(17)와 용융실 바닥에 설치된 바닥전극(18)에 의해 이송식 운전으로 용융이 가능하며, 용융에 의해 슬래그층(19) 및 메탈층(20)이 형성된다.
In the melting chamber 15, the plasma torch 17 and the bottom electrode 18 provided at the bottom of the melting chamber can be melted by a transfer operation, and the slag layer 19 and the metal layer 20 are formed by melting. do.

이때, 슬래그 내에 존재하는 유가 금속들은 슬래그층(19) 하부에 있는 메탈층(20)으로 하강하며, 용융 공정이 균일하지 못하게 진행되거나 로 내를 예열할 경우에는, 용융실(15) 상부에 설치되어 있는 LP가스 노즐(21)을 통해 필요시 추가적인 열량을 공급할 수 있다.
In this case, the valuable metals present in the slag are lowered to the metal layer 20 under the slag layer 19, and when the melting process proceeds unevenly or when the inside of the furnace is preheated, the valuable metal is installed above the melting chamber 15. Through the LP gas nozzle 21 is provided, additional heat can be supplied if necessary.

계속해서, 충분한 양의 용융 슬래그가 만들어져 용융실(15) 벽을 흘러넘치게 되면, 슬래그 배출구(22)를 통해 슬래그 배출장치(23)로 유입되어 컨테이너(24)에 담겨지게 된다.
Subsequently, when a sufficient amount of molten slag is made and overflows the wall of the melting chamber 15, it enters the slag discharge device 23 through the slag discharge port 22 and is contained in the container 24.

또한, 메탈층(20)에서 용융 메탈이 적정량 발생되면 용융실(15) 측면에 형성된 메탈 배출구를 통하여 용융 메탈이 배출된다.
In addition, when a proper amount of molten metal is generated in the metal layer 20, the molten metal is discharged through the metal outlet formed on the side of the melting chamber 15.

다음으로, 열분해실(14) 및 용융실(15)에서 발생한 배기가스는 열분해실(15) 측면에 부착된 2차 연소실(16)로 이동된다.
Next, the exhaust gas generated in the pyrolysis chamber 14 and the melting chamber 15 is moved to the secondary combustion chamber 16 attached to the side of the pyrolysis chamber 15.

여기서, 도시되지는 않았으나, 2차 연소실(16)은 불완전연소된 배기가스가 완전연소되도록 원통형으로 형성되어 선회류를 유도하며, 2차 연소실(16) 상부에는 보조 버너가 설치되어 있어 필요시 추가적인 열량을 공급할 수 있다.
Here, although not shown, the secondary combustion chamber 16 is formed in a cylindrical shape so that the incompletely burned exhaust gas is completely burned to induce swirl flow, and an auxiliary burner is installed above the secondary combustion chamber 16 so that an additional burner may be provided. Calorie can be supplied.

상기한 바와 같이 하여 완전연소된 배기가스는, 폐열 보일러(25)에서 열량을 일부 회수한 후, 퀀처(26)에서 급냉 처리되고, 그 후 집진기(27)에서 분진을 제거한다.
The exhaust gas completely burned as described above is quenched in the quencher 26 after partly recovering the heat amount in the waste heat boiler 25, and then removing the dust in the dust collector 27.

이어서, 분진이 제거된 배기가스는 스크러버(scrubber)(28)에서 산성성분이 제거되며, 또한, 필요에 따라 선택적 촉매환원 장치(SCR ; Selective Catalytic Reduction)를 통하여 NOx 성분을 제거한 후, 굴뚝(29)을 통해 대기로 배출한다.
Subsequently, the exhaust gas from which the dust is removed is removed from the acidic components in the scrubber 28, and, if necessary, after removing the NOx component through a selective catalytic reduction (SCR), the chimney 29 To the atmosphere.

다음으로, 도 3을 참조하여, 상기한 바와 같이 용융실에 추가적인 열량 공급 및 분위기 조절을 위한 LP 가스 공급시스템의 상세한 구성에 대하여 설명한다.
Next, referring to FIG. 3, a detailed configuration of the LP gas supply system for supplying additional heat to the melting chamber and controlling the atmosphere as described above will be described.

도 3을 참조하면, 도 3은 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 용융 폐기물 처리시스템(10)의 반응로(13)에 적용된 LPG 공급시스템(30)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
Referring to FIG. 3, FIG. 3 schematically shows the overall configuration of the LPG supply system 30 applied to the reactor 13 of the plasma molten waste treatment system 10 according to the embodiment of the present invention as described above. It is also.

즉, 본 발명은, 용융로에서 고온의 용융반응시 금속의 회수에 필요한 환원반응이 일어나도록 하기 위해 로내 분위기를 무산소 분위기 또는 산소가 결핍된 분위기로 만들 수 있도록 LP 가스를 로내에 분사하는 LPG 공급시스템을 포함하는 플라즈마 폐기물 처리시스템을 특징으로 하는 것이다.
That is, the present invention, LPG supply system for injecting the LP gas into the furnace to make the atmosphere in the furnace oxygen-free or oxygen-free atmosphere in order to cause the reduction reaction required for the recovery of metal during the high temperature melting reaction in the furnace It characterized by a plasma waste treatment system comprising a.

더 상세하게는, 본 발명의 실시예에 따른 LPG 공급시스템(30)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, LPG 저장탱크(31), LP 가스관(32), 기화기(33), 분배기(34), 체크밸브(35), 제 1 볼 밸브(36), 유량계(37), 압력계(38), 감압밸브(39), 제 2 볼 밸브(40) 및 글로브밸브(41)를 포함하여 구성된다.
More specifically, LPG supply system 30 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, LPG storage tank 31, LP gas pipe 32, vaporizer 33, distributor 34, The check valve 35, the 1st ball valve 36, the flowmeter 37, the pressure gauge 38, the pressure reduction valve 39, the 2nd ball valve 40, and the globe valve 41 are comprised.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 LPG 공급시스템(30)의 구체적인 동작에 대하여 설명하면, 다음과 같다.
In addition, the specific operation of the LPG supply system 30 according to the embodiment of the present invention as shown in FIG. 3 will be described.

먼저, 외부 저장소로부터 운반된 LP 가스가 LPG 저장탱크(41)에 일단 저장되고, 저장된 LP 가스는 반응로(13)까지 연결된 LP 가스관(32)을 통하여 이동하여 LP 가스 투입노즐(21)을 통해 로 내에 투입된다.
First, the LP gas transported from the external reservoir is stored in the LPG storage tank 41 once, and the stored LP gas is moved through the LP gas pipe 32 connected to the reactor 13 through the LP gas injection nozzle 21. It is put in the furnace.

이때, LPG 저장탱크(31)로부터 나온 액화된 LP 가스는, 기화기(33)를 통하여 기화되고, 분배기(34)에서 설비 내 가스가 필요한 곳으로 분배되어 이동하게 된다.
At this time, the liquefied LP gas from the LPG storage tank 31 is vaporized through the vaporizer 33, the distributor 34 is distributed to the place where the gas in the facility is required to move.

더 상세하게는, 분배기(34)를 통하여 분배되어 나온 LP 가스는, LP 가스관(32)을 통하여 반응로(13)로 흘러가게 되며, 이때, LP 가스관(32)에는, 가스가 역류되지 않도록 하기 위한 체크밸브(35), 유량을 조절하기 위한 제 1 볼 밸브(36), 유량의 확인을 위한 유량계(37), 압력의 확인을 위한 압력계(38), 감압을 위한 감압 밸브(39), 가스 유량의 추가적인 조절을 위한 제 2 볼 밸브(40)를 설치함으로써, 가스의 상황 파악 및 가스량을 조절할 수 있도록 구성된다.
More specifically, the LP gas distributed through the distributor 34 flows to the reactor 13 through the LP gas pipe 32, so that the gas does not flow back into the LP gas pipe 32. Check valve 35, the first ball valve 36 for adjusting the flow rate, the flow meter 37 for checking the flow rate, the pressure gauge 38 for checking the pressure, the pressure reducing valve 39 for reducing pressure, gas By installing the second ball valve 40 for further adjustment of the flow rate, it is configured to be able to grasp the situation of the gas and adjust the gas amount.

또한, LP 가스 투입노즐(21)의 직전에 글로브 밸브(41)를 설치함으로써, 상기한 바와 같은 과정을 통하여 공급된 LP 가스가 반응로(13) 내에 투입되기 전에 글로브 밸브(41)에 의해 다시 한 번 미세조정되어 항상 정량의 가스가 로 내에 투입되도록 구성된다.
Also, by installing the globe valve 41 immediately before the LP gas injection nozzle 21, the globe valve 41 is again supplied before the LP gas supplied through the above-described process is introduced into the reactor 13. Once fine-tuned, it is configured so that a quantity of gas is always introduced into the furnace.

따라서 상기한 바와 같이 LPG 공급시스템(30)을 통하여 반응로(13) 내에 LP 가스를 공급함으로써, 토치에 의한 열량이 부족하거나 실험 상황에 따라 로 내 온도를 급하게 올려야 할 경우에도 신속하고 유연하게 대처 가능하며, 또한, 로 내 분위기를 환원성 분위기로 유지하여 금속 회수가 용이하도록 하고자 할 때에도, LP 가스를 투입하여 로 내 공기 중에 존재하는 산소를 제거함으로써 금속의 산화를 방지하도록 할 수 있다.
Therefore, by supplying the LP gas into the reactor 13 through the LPG supply system 30 as described above, even if the heat amount by the torch is insufficient or if the temperature in the furnace must be raised rapidly in accordance with the experimental situation, quickly and flexibly It is possible to prevent the oxidation of the metal by removing the oxygen present in the air in the furnace by adding LP gas, even when it is intended to maintain the atmosphere in the furnace in a reducing atmosphere to facilitate metal recovery.

이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 플라즈마 용융로 분위기 조절을 위한 LPG 공급시스템 및 이를 이용한 폐기물 처리시스템의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
As described above, the LPG supply system and the waste treatment system using the same for the plasma melting furnace atmosphere control according to the present invention through the embodiments of the present invention as described above, but the present invention described in the above embodiments Therefore, the present invention is not limited to the present invention, and various modifications, changes, combinations, and substitutions may be made by those skilled in the art according to design needs and various other factors. It is natural.

10. 플라즈마 용융 폐기물 처리시스템
11. 폐기물 12. 장입장치
13. 반응로 14. 열분해실
15. 용융실 16. 2차 연소실
17. 플라즈마 토치 18. 바닥전극
19. 슬래그층 20. 메탈층
21. LP 가스 노즐 22. 슬래그 배출구
23. 슬래그 배출장치 24. 컨테이너
25. 폐열 보일러 26. 퀀처
27. 집진기 28. 스크러버
29. 굴뚝 30. LPG 공급시스템
31. LPG 저장탱크 32. LP 가스관
33. 기화기 34. 분배기
35. 체크밸브 36. 제 1 볼 밸브
37. 유량계 38. 압력계
39. 감압밸브 40. 제 2 볼 밸브
41. 글로브 밸브 10. Plasma Molten Waste Treatment System
11. Waste 12. Charging device
13. Reactor 14. Pyrolysis chamber
15. Melting chamber 16. Secondary combustion chamber
17. Plasma torch 18. Bottom electrode
19. Slag layer 20. Metal layer
21.LP gas nozzle 22.Slag outlet
23. Slag discharge device 24. Container
25. Waste heat boiler 26. Quencher
27. Dust Collector 28. Scrubber
29. Chimneys 30. LPG Supply System
31.LPG storage tank 32.LP gas pipe
33. Carburetor 34. Splitter
35. Check Valve 36. First Ball Valve
37. Flowmeter 38. Pressure gauge
39. Pressure Reducing Valves 40. Second Ball Valve
41. Globe Valve

Claims

In the waste treatment system using the gas supply system for the plasma melting furnace atmosphere control,
Charging device for inputting waste;
A reactor configured to be connected to a lower portion of the charging device to process the waste introduced by the charging device;
A gas supply device connected to an upper portion of the reactor to supply a gas for supplying additional heat into the reactor; And
A slag discharge device connected to a lower portion of the reactor to discharge slag generated in the reactor;
The reactor
A pyrolysis chamber in which the waste introduced by the charging device is pyrolyzed,
A molten chamber in which the pyrolyzed waste is moved from the pyrolysis chamber to form a slag layer and a metal layer by melting;
And a secondary combustion chamber configured to move exhaust gases generated in the pyrolysis chamber and the melting chamber to completely burn the incompletely burned exhaust gas.

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The method of claim 1,
A plasma torch is further provided on the pyrolysis chamber and the melting chamber, respectively.
And the melting chamber is melted by a transfer operation by the plasma torch and a bottom electrode provided at the bottom of the melting chamber.

The method of claim 3, wherein
Valuable metals present in the molten slag generated in the melting chamber descend to the metal layer below the slag,
The molten metal produced in the metal layer is discharged through the metal outlet formed on the side of the melting chamber,
The molten slag flows into the slag discharge device through a slag discharge port is configured to be contained in a container installed in the slag discharge device.

The method of claim 1,
The secondary combustion chamber is formed in a cylindrical shape to induce a swirl flow so that the incompletely burned exhaust gas is completely burned,
And an auxiliary burner installed at an upper portion of the secondary combustion chamber to supply an additional amount of heat if necessary.

6. The method of claim 5,
A waste heat boiler for recovering heat of exhaust gas completely burned in the secondary combustion chamber;
A quencher for quenching the exhaust gas;
A dust collector for removing dust of the exhaust gas;
A scrubber for removing acidic components of the exhaust gas; And
Waste treatment system further comprises a chimney for discharging the exhaust gas to the atmosphere.

The method of claim 1,
The gas supply device,
A gas storage tank in which gas carried from an external reservoir is stored;
A gas pipe connected from a gas storage tank to the reactor;
A vaporizer for vaporizing a gas supplied from the gas storage tank;
A distributor for distributing the gas vaporized through the vaporizer to a place where gas is needed;
A check valve for preventing backflow of gas;
A first ball valve for regulating the flow rate of the gas;
A flow meter for checking the flow rate of the gas;
A pressure gauge for checking the pressure of the gas;
A pressure reducing valve for reducing pressure of the gas;
A second ball valve for further adjusting the flow rate of the gas;
A gas injection nozzle for introducing gas, which is moved from the gas storage tank to the reactor through the gas pipe, to the reactor; And
And a globe valve installed just before the injection nozzle so that the gas supplied from the gas storage tank is finely adjusted again before being introduced through the injection nozzle so that a quantity of gas is always introduced into the reactor. Waste treatment system, characterized in that.

8. The method of claim 7,
The gas is a waste gas treatment system, characterized in that the LP gas (LPG).

In the gas supply system for plasma melting furnace atmosphere control for supplying gas to the melting furnace for plasma atmosphere control,
A gas storage tank in which gas carried from an external reservoir is stored;
A gas pipe connected from a gas storage tank to the melting furnace;
A vaporizer for vaporizing a gas supplied from the gas storage tank;
A distributor for distributing the gas vaporized through the vaporizer to a place where gas is needed;
A check valve for preventing backflow of gas;
A first ball valve for regulating the flow rate of the gas;
A flow meter for checking the flow rate of the gas;
A pressure gauge for checking the pressure of the gas;
A pressure reducing valve for reducing pressure of the gas;
A second ball valve for further adjusting the flow rate of the gas;
A gas injection nozzle for introducing gas, which is moved from the gas storage tank to the melting furnace through the gas pipe, to the melting furnace; And
And a globe valve installed just before the injection nozzle so that the gas supplied from the gas storage tank is finely adjusted again before being introduced through the injection nozzle so that a quantity of gas is always introduced into the melting furnace. Gas supply system for plasma furnace control.

The method of claim 9,
The gas is LP gas (LPG), characterized in that the gas supply system for plasma melting furnace atmosphere control.