KR101380870B1 - 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 폐기물을 케이지에 담아 반응로 내,외부로 용이하게 이동시키면서 반응로의 가열된 열에 의해 케이지에 담겨진 폐기물이 열분해되어 폐기물의 부피가 급격하게 감량되므로 폐기물 처리비용을 절감함과 아울러 폐기물이 열분해되면서 슬러지가 잔류한 케이지에 물을 분사하여 발생하는 수증기에 의해 유해가스가 응축기로 배출되면서 슬러지의 인화점을 제거하여 폐기물 처리시간 단축 및 반응로의 온도가 급격하게 떨어지지 않아 반응로의 가열시간을 줄임으로 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치에 관한 것이다.

Description

폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치{Device for pyrolysis processing waste high-temperature sterilization}

본 발명은, 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 폐기물을 케이지에 담아 반응로 내,외부로 용이하게 이동시키면서 반응로의 가열된 열에 의해 케이지에 담겨진 폐기물이 열분해되어 폐기물의 부피가 급격하게 감량되므로 폐기물 처리비용을 절감함과 아울러 폐기물이 열분해되면서 슬러지가 잔류한 케이지에 물을 분사하여 발생하는 수증기에 의해 유해가스가 응축기로 배출되면서 슬러지의 인화점을 제거하여 폐기물 처리시간 단축 및 반응로의 온도가 급격하게 떨어지지 않아 반응로의 가열시간을 줄임으로 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 생활수준이 향상되고, 보건의식이 높아짐에 따라 의료기관을 이용하는 사람들이 늘어나면서 병원시설이 대형화되어 의료기관에서 발생되는 폐기물의 양이 급증하고 있다. 이에 따라 병원에서 발생하는 의료폐기물은 격리의료폐기물, 위해의료폐기물, 일반의료폐기물로 구분할 수 있다.

상기의 의료폐기물은 국민보건을 위하여 법적 규제나 행정적 규제로 엄격하한 관리로 발생원에서부터 분리 및 수거가 철저하게 이루어지고, 보관과 운반 및 처분 대책이 체계적으로 이루어진다.

상기 의료폐기물을 처리함에 있어서는, 주로 소각로에서 산소를 무제한 공급하여 600℃ 이상의 고온에서 직화 방식으로 소각처리하는 방식이 일반적이나, 이는 고무, 섬유 그리고 플라스틱 제품이 주류를 이루고 있음에 따라 소각방식으로 처리할 경우, 대기오염의 주범인 매연, 악취 등의 각종 공해물질이 다량 발생되고, 소각 후, 남은 소각재는 잔류 공해물질이 남아 있어 반드시 용융처리해야 하는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 근래에는 대한민국 등록특허 제0354920호로 감염성 폐기물의 열분해처리장치가 등록된 바 있다.

선 등록된 특허는, 폐기물을 열분해하는 열분해로, 열분해된 폐기물을 공기와 혼합하는 혼합로, 공기와 혼합된 폐기물을 소각하는 연소로, 소각된 폐기물의 분진을 집진하는 집진기, 집진된 가스를 세정하는 세정기, 세정기를 통과한 유해가스를 중화시키는 1차중화기, 1차중화기를 통과한 유해가스를 재차 중화시키는 2차중화기, 2차중화된 가스를 송풍기에 의해 흡입하여 히터에 의해 건조배출시키는 건조기로 구성된다.

선 등록된 특허는, 폐기물이 열분해로에서 탄화 처리됨에 따라 매연 발생이 적고, 발생된 가스는 배관에 의해 이송 및 집진 처리되므로 종래의 문제점을 해결할 수 있으나, 폐기물의 열분해시, 열분해로에 폐기물을 투입하고 용융 공정을 1회 실시하고, 열분해로를 냉각시킨 후, 슬러지를 제거하는 과정을 반복하여야 하나, 가열된 열분해로의 내부 온도가 일정온도(예를 들어 150℃ 이하)로 떨어질 때까지 기다린 후, 폐기물을 처리해야 하므로 작업시간이 많이 소요되는 문제점이 있었고, 내부 온도가 일정온도로 떨어진 열분해로를 600℃ 다시 가열하여야 하므로 에너지의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 내부의 온도가 일정온도로 떨어지더라도 폐기물의 열분해시 발생한 유해가스는 열분해로에서 완전히 배출되지 않음으로 슬러지 제거 및 폐기물을 투입할 때 개방되는 도어를 통해 유해가스가 공기중으로 확산되어 공기 오염 및 악취가 발생하는 문제점이 있었다.

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 폐기물을 케이지에 담아 반응로 내,외부로 용이하게 이동시키면서 반응로의 가열된 열에 의해 케이지에 담겨진 폐기물이 열분해되어 폐기물의 부피가 급격하게 감량되므로 폐기물 처리비용을 절감할 수 있는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 반응로 내부에서 케이지에 담긴 폐기물이 고온으로 열분해되면, 케이지에 물을 분사하여 발생하는 수증가가 반응로 내부의 유해가스를 응축기로 배출하면서 슬러지에 스며들어 유해가스 및 슬러지에 의한 반응로 내부의 인화점을 제거하여 케이지에 잔류한 슬러지를 용이하게 처리할 수 있도록 하는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 케이지에 분사되는 물에 의해 반응로 내부의 온도는 떨어졌으나, 반응로의 온도가 급격하게 떨어지지 않음으로 반응로의 가열시간을 줄여 폐기물 처리시간 단축 및 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치를 제공함에 있다.

본 발명 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치는,

도어가 설치된 반응로와;

상기 반응로의 각 측면 하단부 및 저면에 설치되어 폐기물을 열분해시키도록 가열하는 가열수단과;

상기 가열수단에 의해 열분해되도록 폐기물을 수용하여 반응로에 투입되는 케이지와;

상기 폐기물이 열분해되면, 폐기물의 열분해 시, 발생한 유기가스를 응축기로 완전하게 배출시키면서 인화점을 제거하도록 케이지에 물을 분사하는 물분사부와;

상기 폐기물의 열분해 시, 발생한 유기가스가 배관으로 이동되면서 냉각수에 의해 냉각되어 오일이 생성되도록 하는 응축기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 폐기물을 케이지에 담아 반응로 내,외부로 용이하게 이동시키면서 반응로의 가열된 열에 의해 케이지에 담겨진 폐기물이 열분해되어 폐기물의 부피가 급격하게 감량되므로 폐기물 처리비용을 절감할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 반응로 내부에서 케이지에 담긴 폐기물이 고온으로 열분해되면, 케이지에 물을 분사하여 발생하는 수증가가 반응로 내부의 유해가스를 응축기로 배출하면서 슬러지에 스며들어 유해가스 및 슬러지에 의한 반응로 내부의 인화점을 제거하여 케이지에 잔류한 슬러지를 용이하게 처리할 수 있도록 함으로써, 슬러지 처리에 따른 작업시간을 단축시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 케이지에 분사되는 물에 의해 반응로 내부의 온도는 떨어졌으나, 반응로의 온도가 급격하게 떨어지지 않음으로 반응로의 가열시간을 줄여 폐기물 처리시간 단축 및 에너지 효율을 향상시킴으로써 사용자로 하여금 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 개략도
도 2는 본 발명에 의해 폐기물을 열분해하는 상태의 개략도
도 3은 본 발명에 의해 바스켓에 물을 분사하는 상태의 개략도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 개략도이다.

본 발명 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치(100)는, 도어가 설치된 반응로(110)가 구성되고, 상기 반응로(110)의 각 측면 하단부 및 저면에 설치되어 폐기물(P)을 열분해시키도록 가열하는 가열수단(120)이 구성되며, 상기 가열수단(120)에 의해 열분해되도록 폐기물(P)을 수용하여 반응로(110)에 투입되는 케이지(130)가 구성되고, 상기 폐기물(P)이 열분해되면, 폐기물(P)의 열분해 시, 발생한 유기가스를 응축기(150)로 완전하게 배출시키면서 인화점을 제거하도록 케이지(130)에 물을 분사하는 물분사부(140)가 구성되며, 상기 폐기물(P)의 열분해 시, 발생한 유기가스가 배관(150')으로 이동되면서 냉각수에 의해 냉각되어 오일이 생성되도록 하는 응축기(150)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 케이지(130)는, 상기 폐기물(P)을 수용할 수 있도록 상부가 개방된 몸체(131)가 구비되고, 상기 몸체(131)의 저면에 장착되어 몸체(131)의 이동을 안내하는 로울러(132)를 포함하여 구비된다.

상기 몸체(132)의 상단부에 폐기물(P)의 유출을 방지하도록 장착되는 스크린(133)을 더 포함하여 구비된다.

상기 물분사부(140)는, 상기 반응로(110)와 저장탱크(143)를 연결하는 노즐(141)이 구비되고, 상기 노즐(141)에 설치되는 펌프(142)가 구비되며, 상기 펌프(142)에 공급하는 물을 저장하는 저장탱크(143)를 포함하여 구비된다.

상기 배관(150')에 연결되어 유기가스가 응축기(150)의 내측 하단부로 배출되도록 하는 가스배출안내부(160)를 더 포함하여 구성된다.

상기 가스배출안내부(160)는, 상기 배관(150')에 연결되는 제1가스배출안내관(161)이 구비되고, 상기 제1가스배출안내관(161)에 방사상으로 연결되어 응축기(150) 하단부로 유기가스가 배출되도록 하는 제2가스배출안내관(162)를 포함하여 구비된다.

상기 제2가스배출안내관(162) 단부에 장착되어 유기가스가 응축기(150) 내부로 퍼지도록 안내하는 가스배출안내부재(163)를 더 포함하여 구비된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동과정을 설명한다.

먼저, 의료기관에서 나오는 주사기, 거즈 링거, 탈지면 등의 폐기물은, 주로 고무, 섬유 및 플라스틱 제품이 주류를 이루고 있으므로, 이의 폐기물(P)을 상부가 개방된 케이지(130)의 몸체(131)에 저장한다.

이때, 상기 몸체(131)의 상단부에 장착된 스크린(133)은, 상기 몸체(131)에 저장된 폐기물(P)의 열분해시, 몸체(131) 외부로 떨어지는 것을 방지할 수 있는 것으로, 철판망, 타공망, 철망 등으로 다양하게 구성할 수 있다.

상기 폐기물(P)이 저장된 케이지(130)의 몸체(131)를 밀어 개방된 도어를 통해 반응로(110) 내부로 이동시키는데, 상기 몸체(131)의 저면에는 로울러(132)가 장착되어 몸체(131)를 용이하게 이동시킬 수 있으므로, 폐기물(P)의 투입과 준비에 소요되는 시간을 감소시켜 작업성을 향상시킬 수 있는 것이다.

상기의 과정으로 케이지(130)가 반응로(110) 내부로 이동되면, 도어를 폐쇄시킨 상태에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부의 제어에 따라 반응로(110)의 각 측면 하단부 및 저면에 설치된 가열수단(120)을 가열하는데, 상기 가열수단(120)은 전기히터가 바람직하며, 상기 가열수단(120)에서 발열되는 열에 의해 반응로(110) 내부의 온도는 600℃ 이상으로 급상승하면서 설정온도를 유지할 때까지 가열한다.

상기 반응로(110) 내부의 온도가 설정된 온도 예를 들어 600~800℃를 유지하면, 폐기물(P)의 열분해 환경을 최적으로 만들 수 있고, 상기 폐기물(P)이 열분해되면서 많은 양의 유기가스가 생성되며, 생성된 유기가스는 대류현상에 의해 배관(150')을 경유하여 응축기(150)의 하단부로 공급된다.

이때, 상기 배관(150')에 연결된 가스배출안내부(160)로 배출되는데, 상기 가스배출안내부(160)의 제1가스배출안내관(161) 상부로 이동된 상태에서 상기 제1가스배출안내관(161)을 통해 응축기(150) 내측 하단부로 이동된 후, 가스배출안내부재(163)를 통해 응축기(150) 내부로 배출된다.

상기 응축기(150) 내부로 배출된 유기가스는 응축기(150) 내부의 물속에서 공기방울을 형성하면서 응축기(150) 내부 상부로 이동됨과 동시에 응축기(150) 내부의 물과 열교환되면서 오일이 생성되고, 생성된 오일은 물보다 비중이 작아 물 위에 위치하며, 오일배출라인(171)을 통해 오일탱크(170)에 저장된다.

여기서, 상기 유기가스는 가스배출안내부(160)의 제1가스배출안내관(161)으로 이동되면서 1차 냉각되고, 다시 제2가스배출안내관(162)으로 이동되면서 2차 냉각된 후, 응축기(150) 내부로 배출되므로 유기가스의 냉각효율을 향상시킬 수 있으며, 상기 응축기(150)에 저장된 물은 응축탱크(미도시)에 저장된 물과 순환장치(미도시)에 의해 순환되면서 유기가스가 응축될 수 있도록 상온을 유지하여야 한다.

또한, 상기 가스배출안내부(160)의 제1,2가스배출안내관(161)(162) 상단부는 물층보다 높게 위치하는 오일층에 위치하므로 유기가스가 이동되지 않은 상태에서는 응축기(150)의 물이 제2가스배출안내관(162) 내측 상단부에 위치하기 때문에 제1가스배출안내관(161)으로의 역류를 방지할 수 있는 것이다.

상기 폐기물은, 열분해하여 오일을 얻는 목적이 아니고, 부피를 줄이는 줄여 폐기물의 처리비용을 절감하는 것이 목적이므로 600℃ 이상의 고온으로 가열하는데, 열분해되기 전의 폐기물을 100으로 봤을 때, 폐기물이 열분해되면서 생성되는 오일은 약 15~20%이고, 슬러지가 약 7~10%가 발생하므로 약 1/10 내지 1/14로 부피를 감량할 수 있다.

상기 폐기물이 열분해되면, 상기 케이지(130)에 남아있는 슬러지(S)를 배출시키고 할 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부의 제어에 따라 물분사부(140)의 밸브(미도시)를 개방시킨 상태에서 저장탱크(143)에 저장된 물을 수도관으로 공급되는 물의 압력보다 높은 압력으로 펌프(142)의 펌핑에 의해 노즐(141)로 분사시킨다.

상기 노즐(141)로 분사되는 물은, 반응로(110) 내부의 600~800℃를 유지하는 열과 열교환되면서 수증기가 발생함과 동시에 케이지(130) 몸체(131)로 분사되는 물이 몸체(131)의 열과 열교환되면서 발생되는 수증기의 압력에 의해 반응로(110) 내부의 유기가스는 배관(150')을 경유하여 응축기(150)로 공급되고, 상기 케이지(130)의 몸체(131)로 분사되는 물이 슬러지(S)에 스며들어 슬러지(S)의 인화점을 제거함으로 반응로(110)의 도어 개방에 따라 유입되는 외부 공기에 의해 슬러지(S)에서 불이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 물이 분사되기 전보다 반응로(110) 내부의 온도를 낮출 수 있는 것이다.

상기 노즐(141)로 분사되는 물에 의해 유기가스를 응축기(150)로 공급하고, 슬러지(S)의 인화점을 제거하면서 물이 분사되기 전보다 반응로(110) 내부의 온도를 낮춘 상태에서 반응로(110)의 도어를 개방하고, 개방된 도어를 통해 케이지(130)를 반응로(110) 외부로 이동시킨 후, 케이지(130) 몸체(131)에 잔류한 슬러지(S)를 제거한 후, 상기 몸체(131)에 폐기물(P)을 저장한 상태에서 반응로(110) 내부로 이동시키면서 상기의 과정을 반복할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 노즐(141)로부터 분사되는 물에 의해 반응로(110) 내부의 온도가 떨어지나 급격하게 떨어지는 것이 아니고, 반응로(110)의 온도가 떨어지는 것이 아니므로 반응로(110)의 가열온도를 맞추기 위한 시간이 오래 걸리지 않아 생산성 및 에너지 소모를 줄여 경제성을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 폐기물 열분해 장치 110: 반응로
120: 가열수단 130: 케이지
140: 물분사부 150: 응축기
160: 가스배출안내부 170: 오일탱크

Claims (7)

1. 도어가 설치된 반응로와;
   상기 반응로의 각 측면 하단부 및 저면에 설치되어 폐기물을 열분해시키도록 가열하는 가열수단과;
   상기 가열수단에 의해 열분해되도록 폐기물을 수용하여 반응로에 투입되는 케이지와;
   상기 폐기물이 열분해되면, 폐기물의 열분해 시, 발생한 유기가스를 응축기로 완전하게 배출시키면서 인화점을 제거하도록 케이지에 물을 분사하는 물분사부와;
   상기 폐기물의 열분해 시, 발생한 유기가스가 배관으로 이동되면서 냉각수에 의해 냉각되어 오일이 생성되도록 하는 응축기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 케이지는,
   상기 폐기물을 수용할 수 있도록 상부가 개방된 몸체와;
   상기 몸체의 저면에 장착되어 몸체의 이동을 안내하는 로울러를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 몸체의 상단부에 폐기물의 유출을 방지하도록 장착되는 스크린을 더 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 물분사부는,
   상기 반응로와 저장탱크를 연결하는 노즐과;
   상기 노즐에 설치되는 펌프와;
   상기 펌프에 공급하는 물을 저장하는 저장탱크를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 배관에 연결되어 유기가스가 응축기의 내측 하단부로 배출되도록 하는 가스배출안내부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치.
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 가스배출안내부는,
   상기 배관에 연결되는 제1가스배출안내관과;
   상기 제1가스배출안내관에 방사상으로 연결되어 응축기 하단부로 유기가스가 배출되도록 하는 제2가스배출안내관를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제2가스배출안내관 단부에 장착되어 유기가스가 응축기 내부로 퍼지도록 안내하는 가스배출안내부재를 더 포함하여 구비되는 것을 특징으로 한는 폐기물 고온 멸균 열분해 처리장치.
   

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