KR101571155B1 - 슬러지를 포함하는 폐기물의 처리설비 - Google Patents

Abstract

슬러지의 폐기물의 처리 설비로서, 시멘트 제조설비(200)에 인접하여 설치되고, 폐기물을 가스화시켜 열분해 가스를 발생시키는 유동상식 가스 화로(1)와, 상기 가스 화로에서 발생하는 열분해 가스를 숯과 회분을 함유한 상태로 상기 시멘트 제조설비의 시멘트 예열기(10)와 분해로(20) 사이로 수송수송 가스가스 통로(6), 및 상기 시멘트 제조설비(200)의 폐열을 이용하여 상기 가스 화로(1)에 제공되는 유동화 공기의 온도를 상승시키는 승온장치를 포함한다. 폐기물을 분해하는 유동상식 가스 화로(1)에서, 대량의 함수율이 높은 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물을 가 처리하고, 유동층(1a)의 온도를 적절한 범위로 유지할 수 있다.

Description

슬러지를 포함하는 폐기물의 처리설비{PROCESSING APPARATUS FOR WASTE MATERIAL INCLUDING SLUDGE}

본 발명은 시멘트 제조설비를 이용하여 폐기물을 위생적으로 처리하는 장치에 관한 것으로, 특히, 함수율이 높은 슬러지를 포함하는 폐기물의 처리에 관한 것이다.

근래, 예를 들어, 발전도상 국가들의 생활이 향상됨에 따라 쓰레기의 위생적인 처리에 대한 요구가 갈수록 높아지고 있고, 그 소각처리 양도 증가할 것으로 예상된다. 하지만, 일반적인 쓰레기 소각로를 건설하는데 비용이 많이 들고, 공정시간이 길다는 문제점이 있다. 또한, 일본에서는 분해로에서 발생한 회분을 매장하는 처리장이 부족하다는 문제점이 있고, 새로운 쓰레기 처리장을 건설하려면 재 용융로를 설치해야 하고, 회분을 재이용하는 방법을 확립해야 하는 등의 조건이 필요하다.

이에 대해, 본 출원의 발명인은 기존의 시멘트 제조설비를 효과적으로 이용한 쓰레기 처리 시스템을 개발하여 특허를 출원하였다(특허문헌 1). 이 시스템은 기존의 시멘트 제조설비에 인접하여 유동상(流動床)식 가스 화로를 설치하고, 상기 가스 화로에서 쓰레기 등 폐기물을 가스화하여 발생한 열분해 가스를, 함유된 숯과 회분이 불변한 상태로 시멘트 분해로 또는 소성로(소각 가마)에 제공하는 기술이다.

이와 같이 쓰레기의 열분해 가스를 시멘트 분해로 또는 소각로에서 연소시킬 수 있다면, 새로운 쓰레기 소각로를 건설하는 것보다 비용이 훨씬 적게 들뿐 아니라, 짧은 시간 내에 쓰레기 처리설비를 건설할 수 있다. 또한, 시멘트 분해로 및 소각로에 제공되는 열분해 가스와 숯이 연료의 일부가 되고, 회분은 시멘트 원료의 일부가 된다. 즉, 기존의 시멘트 제조설비만 이용하는 것에 그치지 않고, 시멘트 제조 과정에 쓰레기에서 생성된 열분해 가스, 숯 및 회분을 이용할 수 있어 호혜(互惠)적인 시스템이 성립된다.

하지만, 상기 쓰레기 처리에 대한 요구가 많아지는 것과 마찬가지로, 하수 처리장의 전체 설비가 발전함에 따라 발생하는 하수 슬러지에 대한 처리량도 증가한다. 일반적으로, 하수 슬러지를 탈수한 후 매립하지만 하수 슬러지는 지하수를 오염시켜 악취가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 슬러지와 쓰레기를 함께 소각하거나 가스 화로에 투입하여 열분해하는 방안이 제기되었다. 또한, 기존의 쓰레기 소각로에 소량의 탈수 슬러지를 혼합 연소(混燒)하는 것이 지금까지 줄곧 사용해 오던 기술이다.

일 예로서, 특허문헌 2는 폐기물의 소각 또는 열분해에 사용되는 유동로(爐) 중에 고체 폐기물과 혼합 연소되는 슬러지의 공급량을 변화시킴으로써 모래층의 온도를 제어하는 기술을 개시하고 있으며, 특허문헌 3이 개시한 폐기물 가스화 장치의 경우, 유동상식 가스 화로를 이용해 슬러지와 슬러지 이외의 폐기물을 혼합 연소할 때 소각로에 톱밥과 같은 고열량 폐기물을 공급함으로써 필요한 발열량을 유지하면서 연소, 열분해하도록 하는 기술이다.

중국특허 출원공개 제101434461호의 명세서 일본 특허공개공보 평 11-337036호 일본 특허공개공보 2006-220365호

하지만, 통상 탈수 슬러지는 함수량이 약 80%를 초과하고, 수분의 증발 잔열이 크며, 탈수 슬러지의 고체성분의 입자 직경이 파쇄된 쓰레기보다 작아 유동층에서 가스화되고, 발열 전에 비산하는 비율이 높다. 따라서, 폐기물 중에서의 슬러지의 비율이 높으면 유동층의 온도가 낮아져 열분해 반응을 유지하기 어려울 수 있다.

따라서, 기존의 소각로에서 쓰레기와 혼합 연소되는 슬러지의 비율은 통상 5% 정도이고, 실질적으로 최대 10% 정도 밖에 처리할 수 없다. 또한, 상기 특허문헌 3과 같이, 조연재(助燃材)로서 톱밥을 사용하는 것은 효과적이나, 톱밥과 같이 고열량 폐기물이 평소의 슬러지 처리량과 평형을 확보할 수 있는 것이 아니므로 상기 기술은 실용성이 부족하다. 예를 들어, 생활폐기물(0.8kg/인(人)·일(日))과 생활하수(300L/인·일)의 탈수 슬러지를 동시에 처리하는 경우, 30만 인구의 도시에서 240톤/일의 폐기물과 60톤/일의 탈수 슬러지를 동시에 처리하게 된다. 즉, 반드시 20%의 슬러지를 동시에 처리하게 된다.

이러한 사항을 감안하여, 본 발명은 종래에 비해 함수율이 더 높은 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물을 처리해도 가스 화로의 유동층의 온도를 적절한 온도 범위로 유지할 수 있는 폐기물 처리설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같이, 본 발명의 출원인은 기존의 시멘트 제조설비와 인접 설치된 폐기물 처리설비 간의 호혜 관계를 연구하여 제조한 시스템을 개발하였으며, 상기 시스템에 대해 더 개선하기 위해 연구한 결과, 시멘트 제조설비의 폐열을 가스 화로 유동층에서 온도를 유지하기 위한 열원으로 이용함으로써 본 발명의 완성에 이르렀다.

즉, 본 발명은 시멘트 제조설비와 인접 설치된 폐기물 처리설비에 관한 것으로, 폐기물을 가스화하여 열분해 가스를 생성하는 유동상식 가스 화로와, 상기 가스 화로에서 발생한 열분해 가스를 숯과 회분을 포함한 상태에서 상기 시멘트 제조설비의 시멘트 예열기로부터 분해로 사이에 수송하는 가스 수송 통로와, 상기 시멘트 제조설비의 폐열을 이용하여 상기 가스 화로에 제공되는 유동화 공기의 온도를 상승시키는 승온장치를 구비한다.

상기 구성에 따르면, 폐기물 처리용 유동상식 가스 화로에서 온도가 상승한 유동화 공기에 대해 폐기물에 포함된 탈수 슬러지가 비교적 많아도 가스 화로의 유동층의 온도를 적절한 범위로 유지할 수 있다. 유동화 공기의 온도가 시멘트 제조설비의 폐열을 이용하여 상승하기 때문에, 조연재를 소모하지 않거나 그 소모량을 대폭 감소시킬 수 있어 환경 보호에 유리하다.

가스 화로에서 생산된 열분해 가스는 숯과 회분을 함유한 상태로 가스 수송 통로를 통해 시멘트 예열기, 분해로로 수송되고, 연소에 의해 생성된 열은 시멘트 원료의 예열 및 분해에 이용된다. 탈수 슬러지에서 생성된 수증기도 상기 열분해 가스와 함께 수송되고, 그와 같이 유동화 공기의 승온에 사용되는 열량도 시멘트 예열기 및 분해로로 수송된다.

즉, 시멘트 제조설비의 폐열은 가스 화로의 유동층의 온도 유지에 사용된 후, 다시 상기 생성된 열분해 가스 등과 함께 시멘트 제조설비로 되돌아간다. 다시 말해서, 폐기물 처리설비와 시멘트 제조설비를 조합하는 것을 통해 시멘트 제조설비에서 발생한 열량을 효과적으로 이용할 수 있고, 가스 화로의 유동층의 온도를 유지하여 종래보다 많은 슬러지와 쓰레기 등을 동시에 처리할 수 있다.

상기 폐기물 처리설비에 있어서, 탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 각각 가스 화로에 투입하는 투입장치를 구비하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물의 총 투입량을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 발열량이 서로 다른 탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 기타 폐기물 중의 어느 하나의 투입량을 조절할 수 있으며, 양자의 투입량의 비율을 변경하는 것을 통해 유동층의 온도도 조절할 수 있다. 특히, 함수율이 높은 탈수 슬러지의 투입량을 효과적으로 조절할 수 있다.

여기서, "투입량"은 단위 시간당 투입량이며, 소위 그에 대해 "조절한다"도 예를 들어 유동층의 온도에 따라 투입량을 조절하는 피드백 제어 외에 탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 발열량을 미리 조사하여 탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 투입량, 나아가 비율과 운행조건을 설정하여 유동층의 온도를 소정의 범위 내에 유지하는 것을 의미한다.

일 예로서, 예를 들어 탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 투입량 비율을 조절하여 탈수 슬러지를 포함하는 전체 폐기물의 저위 발열량이 소정의 값(예를 들어, 800 ~ 1200kcal/kg 정도) 이상이 되도록 하면, 그 자체의 연소로 분해에 사용되는 열량을 확보할 수 있어 조연재를 공급하지 않아도 된다.

따라서, 가스 화로에 투입하기 전에 미리 탈수 슬러지의 성분 분석 등을 수행하여 그 저위 발열량을 구해 저장한다. 그리고, 먼저 가스 화로에 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 투입하여 유동층의 온도를 측정하고, 상기 측정 결과에 따라 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 저위 발열량을 추정한다. 그 다음, 상기 추정값과 상기 저장한 탈수 슬러지의 저위 발열량에 근거해 탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 투입량의 비율을 조절하여 전체 폐기물의 저위 발열량이 상기 소정의 값 이상이 되도록 하면 된다.

상기와 같이 투입량의 비율을 조절할 수도 있으나, 탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 가스 화로에 투입하면서 유동층의 온도를 측정하고, 상기 측정 결과에 따라 탈수 슬러지의 투입량을 변경함으로써 유동층의 온도가 목표값에 접근하도록 할 수 있다. 함수율이 높은 탈수 슬러지의 투입량을 변경함으로써 유동층의 온도를 신속하게 조절할 수 있다.

다른 예로서, 먼저 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 가스 화로에 투입하면서 유동층의 온도를 측정하고, 상기 측정 결과에 따라 상기 폐기물(탈수 슬러지를 포함하지 않음)의 투입량을 조절함으로써 유동층의 온도를 목표값보다 높게 한다. 그 다음, 탈수 슬러지도 가스 화로에 투입하면서 유동층의 온도를 측정하여 상기 측정 결과에 따라 탈수 슬러지의 투입량을 조절함으로써 유동층의 온도가 상기 목표값이 되도록 한다.

이때, 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 투입량을 일정하게 유지할 수도 있고, 그 투입량을 변경할 수도 있다. 또한 탈수 슬러지의 투입량을 조절하지 않고 대신에 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 투입량을 조절해도 된다. 통상적으로 가스 화로는 공기비가 1보다 작은 무산소 상태에서 운행하기 때문에 폐기물의 투입량을 증가하면 그 열용량에 상응하여 층 온도가 낮아진다. 한편, 유동화 공기의 공급량이 증가하면 연소가 더 강해지고 층 온도가 상승한다.

상기와 같이, 본 발명에서 시멘트 제조설비의 폐열을 이용하여 가스 화로에 유입된 유동화 공기의 온도를 상승시키고, 온도 상승의 정도, 즉 유동화 공기에 공급된 열량을 조절함으로써 유동층의 온도를 조절할 수도 있다. 다시 말해서, 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물의 투입량 외에 유동화 공기의 공급량 내지 그 온도 등을 조절함으로써 유동층의 온도를 조절할 수 있어, 더 자유롭고 양호하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 가스 화로 내부를 음압으로 유지하거나 유동 매체의 유동화 상태 등을 적절하게 유지할 수 있으며, 각종 조건을 만족함과 함께 유동층이 적절한 온도를 유지할 수 있다.

그러나, 상기와 같이, 탈수 슬러지를 가스 화로의 유동층에 투입한 경우, 한곳에 대량의 탈수 슬러지를 투입하면 그 부근에서 국부적으로 온도가 대폭 하강하는 경우가 발생하며, 열분해 반응이 발생하지 않을 수 있다. 따라서, 탈수 슬러지의 투입비율을 증가시킬 경우, 탈수 슬러지를 가스 화로 유동층 상부의 여러 곳에서 상기 유동층으로 분산 투입하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 유동층의 온도를 간편하게 제어할 수 있고, 상기 온도를 소정의 범위로 유지하는데 유리하다.

또한, 상기와 같이, 유동화 공기의 온도를 상승시켜도 이것만으로 층 온도를 유지할 수 없을 경우, 유동층으로 조연재를 공급하는 연료 공급장치를 구비할 수도 있다. 그리하여 더 많은 탈수 슬러지를 처리할 수 있음과 함께 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 발열량이 예상했던 발열량보다 낮은 저온 폐기물이어도 조연재의 연소에 의해 층 온도를 유지할 수도 있다.

구체적으로, 이러한 조연재는 탄소분과 같은 고체 조연재를 사용할 수 있으며, 이를 유동층 상방의 공탑부(空塔部)에 투입한다. 이 경우, 탄소분의 과립이 너무 미세하면 열분해 가스의 기류와 함께 가스 화로로부터 배출될 수 있다. 한편, 과립이 너무 크면 유동층 내에서 즉시 가라앉게 되어 연소에 충분한 작용을 할 수 없게 된다. 따라서, 탄소분의 평균 입경은 0.1 ~ 3mm 정도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 조연재는 탄소분에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 폐타이어, 플라스틱, 목편(木片), 숯, 토탄 화합물 등일 수도 있으며, 유동층 내에서 연소 가능한 재료이면 그 종류는 무관하다.

상기 폐기물 처리설비에서, 탈수 슬러지를 가스 화로에 제공하기 전에 시멘트 제조설비의 폐열을 이용하여 건조시키는 건조장치를 포함할 수도 있다. 이렇게 함으로써 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물의 발열량을 높일 수 있고, 유동층의 온도를 유지하는데 유리하다. 또한 탈수 슬러지의 함수율이 낮기 때문에 유동층에 투입할 때 유동층의 온도가 국부적으로 낮아지는 것도 억제할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 폐기물 처리설비를 사용하면 가스 화로에서 처리되는 폐기물에 함수율이 높은 탈수 슬러지가 대량 포함되어 있어도 시멘트 제조설비의 폐열을 이용하여 유동화 공기온도를 상승시킬 수 있고, 이에 의해 유동층의 온도를 소정의 범위로 유지할 수 있다. 다시 말해서, 시멘트 제조설비에서 발생하는 열에너지를 효과적으로 이용할 수 있고, 폐기물 처리설비에서 쓰레기를 처리하는 동시에 예전보다 더 많은 탈수 슬러지를 처리할 수 있다.

도 1은 본 발명 제1 실시예에 따른 폐기물 처리설비 및 시멘트 제조설비의 시스템도이다.
도 2는 상기 폐기물 처리설비의 가스 화로 및 그 제어 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3a는 탈수 슬러지 투입부의 유동층의 온도가 국부적으로 하강하고, 확산 계수가 큰 상태를 나타내는 도면이다.
도 3b는 도 3a에 대응하는 것으로 확산 계수가 작은 상태에서의 도면이다.
도 4는 가스 화로의 바닥의 면적과 유동층 온도의 표준 편차 사이의 관계를 나타내는 시험결과 그래프이다.
도 5a는 가스 화로의 운행방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다
도 5b는 가스 화로의 평상 운행과정에서의 탈수 슬러지의 공급량의 조절단계를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 평상 운행 시의 쓰레기 등과 탈수 슬러지의 투입량의 변화 및 이에 따른 유동층 온도 변화 사이의 관계를 나타내는 순서도이다.
도 7은 유동화 공기의 온도 상승에 따라 투입 가능한 탈수 슬러지가 어느 정도 증가하는지에 대한 조사 결과 누계 그래프이다.
도 8은 냉각 폐가스가 유입된 분해로의 제2 실시예로서 도 1에 대응하는 도면이다.
도 9는 회전 분해실과 혼합실을 구비하는 분해로를 구비하는 변형예의 도 1에 대응하는 도면이다.
도 10은 외주벽의 중간에 환형의 수집부를 구비하고, 그 부근에 재연소용 공기를 유입하는 변형예의 도 1에 대응하는 도면이다.
도 11은 분해로가 없는 변형예의 도 1에 대응하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 폐기물 처리설비(100) 및 그와 인접하여 설치된 시멘트 제조설비(200)의 전체적인 시스템도이다. 도 1에서 좌측에 표시한 폐기물 처리설비(100)는 가스 화로(1)에서 폐기물을 열분해하고, 발생한 가스(열분해 가스)를 시멘트 소성 공정에서의 혼합 연소에 사용한다. 상기 열분해 가스량은, 예를 들어 약 2 ~ 3만Nm³/h이고, 도시한 시멘트 제조설비(200)의 폐가스 량(예를 들어 30만Nm³/h)에 비해 매우 적기 때문에 폐기물 처리설비(100)는 기존의 시멘트 공장 부근에 설치할 수 있다. 따라서, 기존의 시멘트 공장에 대해 어떠한 변경도 할 필요가 없다.

폐기물 처리설비

폐기물 처리설비(100)에서는 예를 들어 가정에서 폐기하는 쓰레기, 폐플라스틱 등을 포함하는 가연성 물체인 폐기물을 수집한다(이하, 특히 탈수 슬러지와 구별할 경우 "쓰레기 등" 또는 "쓰레기 등의 폐기물"이라고 함). 이러한 폐기물은 육상운송 등을 통해 운반되어 가마(2) 내의 버킷(2a)에 투입된 후 파쇄기(도시하지 않음)에 의해 파쇄된다. 이렇게 파쇄된 쓰레기 등의 폐기물은 기중기(3)에 의해 운송되어 버킷과 수송벨트 등으로 구성된 쓰레기 투입장치(4)에 투입되어 상기 쓰레기 투입장치(4)의 동작에 의해 가스 화로(1)에 투입된다.

또한, 본 실시예에 따르면, 상기 쓰레기 등과 분리하여 탈수 슬러지를 가스 화로(1)에 제공하여 처리하기 위한 슬러지 공급 시스템(8)도 설치된다. 탈수 슬러지는 하수 처리장(도시하지 않음)에서 하수 슬러지로부터 분리해낸 고체 성분으로서 육상운송 등의 방식으로 운송되어 슬러지 조(80)에 저장된다. 탈수 슬러지를 운송하는 차량(도시하지 않음)은 가마(2)에서 슬러지를 싣고 반복적으로 하수 처리장으로 운송한다. 종래에는 가마(2)에서 실어온 슬러지에 대해 증발 처리를 해야 했지만, 상기와 같이 하수 처리장으로 운송하면 증발하기 위한 열량을 다른 용도로 사용할 수 있다.

한편, 슬러지 조(80)에 저장된 탈수 슬러지는 수송벨트 등을 구비한 슬러지 투입장치(81)(도 2 참조)의 동작에 의해 상기 쓰레기 등의 폐기물과 같이 가스 화로(1)에 투입된다. 상기 슬러지 투입장치(81)와 상기 쓰레기 투입장치(4)는, 예를 들어 나선형 운송장치를 구비하여 그 운행속도를 변경함으로써 단위시간 당 쓰레기 등의 탈수 슬러지의 투입량을 조절할 수 있다. 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물의 투입량은 이와 같이 조절하고, 후술하는 유동화 공기의 온도 및 유량도 조절하여 가스 화로(1)의 유동층(1a)의 온도를 제어할 수 있다.

다시 말해서, 가스 화로(1)은 유동상식 가스 화로로서, 도 2에 도시한 바와 같이 가스 화로(1)의 내부의 하부에 유동 모래(유동 매체)를 충진하여 유동층(1a)을 형성한다. 여기서, 제공된 유동화 공기를 이용하여 유동 모래를 부유(浮游)시키고, 공기는 그 틈새를 통해 상부로 유동한다. 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물은 일단 유동층(1a)에 투입되면 유동 모래에 의해 분산되고 열분해되어 가스화된다. 이때, 폐기물의 일부분은 연소되어 유동층의 온도를 유지하여 열분해 반응을 촉진한다.

본 실시예에서, 유동층(1a)에 공급된 유동화 공기는 전동 송풍기(5)를 통해 폐기물의 가마(2)로부터 흡입되고, 이로 인해 가마(2) 내부가 음압을 유지하여 이상한 냄새가 외부로 새지 않도록 한다. 또한, 후술하는 바와 같이 송풍기(5)로부터의 공기는 시멘트 제조설비(200)의 폐열에 의해 온도가 상승한 후 가스 화로(1)에 공급된다. 이와 같이 유동 공기를 매체로 열량을 공급함으로써 탈수 슬러지를 대량 혼합 연소할 때에도 유동층(1a)의 온도를 유지할 수 있게 된다.

구체적으로, 통상 쓰레기 등의 폐기물의 저위 발열량이 약 1000 ~ 3000kcal/kg 정도이기 때문에 그 일부분의 연소로 열분해에 사용되는 반응열을 확보할 수 있으며, 유동층(1a)의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있다. 한편, 탈수 슬러지에는 하수 중의 유기 물질이 포함되어 있기 때문에 잠재 발열량이 높으나 함수율이 약 80% 정도이기 때문에 저위 발열량이 낮아지고, 쓰레기 등 폐기물과 혼합 연소할 때 층 온도를 유지하기 어렵다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 쓰레기와 탈수 슬러지 등의 투입량을 조절할 뿐만 아니라 유동화 공기의 온도와 유량을 적절한 값으로 설정하여 가스 화로(1)에서 많은 양의 탈수 슬러지가 혼합 연소할 때에도 유동층 온도를 약 500 ~ 600℃ 정도의 적절한 범위로 유지할 수 있게 된다. 다시 말해서, 도 2에 도시한 바와 같이, 유동층(1a)에 온도센서(91)를 설치하여 상기 온도센서로부터의 신호를 수신하는 제어기(90)가 쓰레기 투입장치(4) 및 슬러지 투입장치(81)의 동작을 제어한다.

또한, 송풍기(5)로부터의 공기 온도를 상승시키기 위해 배기 가열기(41)(GAH: 승온장치)에 바이패스하도록 공기 유량을 조절하는 바이패스 밸브(42)가 설치되어 있고, 유동화 공기의 온도를 조절하도록 제어기(90)를 통해 개폐도를 제어한다. 또한, 송풍기(5)로부터 배기 가열기(41)를 지나 가스 화로(1)의 공기 공급통로(5a)에 도달하는 도중에 개폐 조절이 가능한 조절 스로틀(55)(도 2에만 도시)이 설치되어 있으며, 제어기(90)를 통해 조절 스로틀(55)의 개도 및 송풍기(5)의 회전속도를 제어한다. 이에 의해서도 유동화 공기의 유량을 조절할 수 있다.

이와 같이, 유동화 공기를 예를 들어 약 150 ~ 200℃ 정도까지 상승시키면, 상당히 많은 열량을 유동층(1a)에 공급할 수 있으므로, 층 온도를 낮추지 않고도 탈수 슬러지를 대량 포함하는 폐기물을 처리할 수 있다. 또한, 쓰레기 등의 종류가 다르기 때문에 발열량이 생각보다 낮을 때도 있어(예를 들어, 1000kcal/kg보다 낮은 저온 폐기물), 이 경우, 상기와 같이 유동화 공기의 온도를 높여도 유동층(1a)의 온도를 유지할 수 없게 된다.

이와 같은 문제에 대해, 본 실시예에 따르면 페기물 투입구로부터 가스 화로(1) 내의 공탑부에 조연재로서 탄소분을 투입할 수 있도록 탄소분 공급장치(7)를 설치한다. 이때, 공급장치(7)를 통해 상방에서 유동층(1a)으로 투입된 탄소분의 평균입경은 약 0.1 ~ 3mm 정도이다. 탄소분의 입경이 0.1mm이고, 계산에 의해 최종속도가 약 0.9m/s이라고 하면, 가스 화로(1) 내부를 통해 상승한 열분해 가스와 공기 유속(가스 기준의 공탑 유속)보다 약간 낮기 때문에 그 대부분이 흩어져버려 유동층(1a)에서 발생하는 연소에 대해 큰 작용을 할 수 없게 된다.

한편, 탄소분의 입경이 너무 크면, 즉시 유동층(1a) 내부를 통과하여 가라앉으면서 유동층(1a)에서 분리되기 때문에 연소에 큰 작용을 할 수 없게 된다. 입경이 3.0mm인 탄소분이 약 500℃ 정도의 유동층(1a) 내부에서 연소하는 시간은 입경이 0.1mm인 과립의 수십 배이며, 층 내에서의 연소에 도움이 되기 위해서는 과립이 층 내에서 체류하는 시간을 확보해야 한다. 여기서, 입경이 3.0mm인 탄소분의 최소 유동화 속도의 계산값은 약 1.8m/s이고, 이는 유동층(1a)의 가스를 기준으로 하는 공탑 유속과 같기 때문에 평균 입경이 3mm 이하이면 문제가 없다.

필요에 따라 탄소분을 제공하기 때문에, 아주 많은 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물을 투입하여도 유동층(1a)의 온도를 적절한 범위 내에 조절할 수 있으며, 폐기물이 효과적으로 열분해되어 가스화된다. 상기 열분해 가스는 가스 화로(1)의 상부로부터 배출되며 가스 수송관(6)(가스 수송통로)을 통해 시멘트 제조설비(200)로 수송된다. 열분해 가스에서 연소되지 않은 숯과 회분은 작은 과립 형태로 부유하여 열분해 가스와 함께 수송된다.

본 실시예에 따르면, 가스 화로(1)에서 온 열분해 가스는 후술하는 시멘트 분해로(20)의 음압에 의해 수송되므로 가스 화로(1) 내부도 음압으로 유지되고 열분해 가스가 외부로 새지 않게 된다. 또한, 열분해 가스는 분해로(20)의 음압을 이용하여 수송될 수 있기 때문에, 가스 수송관(6)에 송풍기를 설치하지 않는다. 그리하여 송풍기의 날개 등에 열분해 가스에서 발생한 숯 및 회분이 쌓여 고장이 발생할 우려가 없다.

그러나, 가스 수송관(6)의 관로 내벽 면에 시간이 흐름에 따라 숯 및 회분이 부착되어 쌓이는 경우가 발생하기 때문에 압력 손실이 커진다. 따라서 본 실시예에 따르면 가스 수송관(6)의 중간에 소정의 간격으로 복수 개의 분사장치(6a)를 설치한다. 각 분사장치(6a)에 의해 도시하지 않은 공기 압축기로부터 제공된 압축공기를 간헐적으로 불어넣어 퇴적된 숯 및 회분을 제거할 수 있다. 또한 가스 수송관(6)의 중간에 개폐식 조절 스로톨을 설치하여 폐기물 처리설비(100)가 운행하지 않을 때는 그를 폐쇄할 수 있다.

이에 따라서 폐기물의 열분해 가스와 가스 화로(1) 내의 열분해를 거친 잔재를 가스 화로(1)의 상부로부터 가스 수송관(6)으로 배출할 수 있다. 즉 금속편인 불연소물은 유동모래에 가라앉아 상기 유동모래와 함께 가스 화로(1)의 하단으로부터 낙하한다. 즉, 폐기물의 잔재는 유동층(1a)에 의해 비중 분리된다. 이와 같이 가스 화로(1)로부터 배출된 모래와 불연소물은 도시하지 않은 수송벨트를 통해 수송되고, 첨부 도면 밖에 있는 분리장치에 의해 분리된 모래가 가스 화로(1)로 되돌아간다. 한편, 선별장치를 통해 불연소물로부터 금속성분을 선별해 내고, 잔류한 불연소물은 시멘트 원료로 사용한다.

시멘트 제조설비

도 1의 예에서 시멘트 제조설비(200)는 일반적인 NSP 가마를 구비하는 장치이다. 시멘트 원료는 예열기로서의 현가식 예열기(10)에서 예열된 후, 분해로(20)에 의해 약 900℃로 가열되고(분해), 소성로인 회전 가마(30)에서 약 1500℃의 고온으로 소성된다. 회전 가마(30)의 소성물은 공랭식 냉각기(40)(AQC)에서 급냉됨으로써 과립형 시멘트 클링커(clinker)로 되어 도시하는 정제공정으로 수송된다.

상기 현가식 예열기(10)는 상하 방향으로 병렬 설치된 다단 사이클론(11)을 구비한다. 사이클론(11)은 각각 소용돌이형 기류를 이용하여 시멘트 원료를 수송하면서 하단 사이클론에서 불어오는 고온 폐가스와 열교환한다. 상기 폐가스 기류는 후술하는 바와 같이, 회전 가마(30)에서 온 고온 폐가스(이하, "가마 폐가스"라고함)는 분해로(20) 내부를 통해 상승하여 최하단의 사이클론(11)으로 공급된다. 도면의 점선으로 나타내는 바와 같이, 가마 폐가스는 사이클론(11)을 통해 점차 상승하면서 최상단의 사이클론(11)에 도달하여 폐가스관(50)으로부터 배출된다.

도시하는 바와 같이, 폐가스관(50)에는 가마 폐가스를 유도하여 연통(51)으로 보내기 위한 대용량 유도 통풍기(52)가 설치되어 있으며, 상기 유도 통풍기(52)의 측방 즉 폐가스 기류의 상류측에 가스 냉각기(53)(예를 들어 보일러) 및 집진기(54)가 개설되어 있다. 유도 통풍기(52)는 현가식 예열기(10)와 분해로(20)를 통해 회전 가마(30)로부터 대량의 폐가스를 끌어내는 동시에 분해로(20) 내에 음압을 형성함으로써 가스 화로(1)로부터 열분해 가스를 유도하는 기능을 가진다.

한편, 현가식 예열기(10)의 각 사이클론(11)에서, 상기와 같이, 시멘트 원료는 고온 가마 폐가스와 열교환한 후, 도면에서 실선으로 나타내는 바와 같이, 아래로 떨어져 일단 아래의 사이클론(11)으로 이동한다. 이렇게 최상단의 사이클론(11)으로부터 점차 차례로 다수 개의 사이클론(11)을 지날 때, 시멘트 원료는 충분히 예열되어 최하단의 앞 일단의 사이클론(11)으로부터 분해로(20)에 제공된다.

분해로(20)는 회전 가마(30)의 후방에 상하방향으로 연장되게 설치되고, 분해로(20)의 하단에 하부관(21)을 연결하여 회전 가마(30)와 연결하는 한편, 분해로(20)의 상단에 상부관(22)을 연결하여 현가식 예열기(10)의 최하단의 사이클론(11)과 연결된다. 상기와 같이, 유도 통풍기(52)에 의해 유도된 가마 폐가스는 하부관(21)으로부터 분해로(20)의 하단으로 유입되어 분사기류로서 상방으로 분사된다.

또한, 분해로(20)의 하부에 조연재인 탄소분의 공급구와 가스 화로(1)로부터 온 열분해 가스의 가스 유입구 및 이들을 연소시키기 위한 공기 유입구(도시하지 않음)가 각각 설치되어 있다. 연소용 공기로서, 공랭 냉각기(40)로부터 온 고온 냉각 폐가스를 이용하여 열분해 가스와 같이 분해로(20) 내의 음압을 이용하여 흡입한다. 분해로(20) 내부로 흡입된 열분해 가스와 연소용 공기는 고온 가마 폐가스와 혼합되면서 충분한 시간을 가지고 연소된다.

상기 분해로(20) 내에 투입된 시멘트 원료는 상기의 가마 폐가스의 분사기류가 상승함에 따라 약 900℃ 정도로 가열되고, 석회 성분의 80 ~ 90%는 탈이산화탄소 반응을 일으킨다. 그 다음, 분해로(20)의 최상부로부터 상부관(22)을 통해 현가식 예열기(10)의 최하단 사이클론(11)으로 수송된다. 여기서, 가마 폐가스는 시멘트 원료와 분리되어 상 1단의 사이클론(11)으로 흐르고, 한편, 시멘트 원료는 사이클론(11)의 하단으로 떨어져 회전 가마(30)의 입구에 도달한다.

회전 가마(30)는, 예를 들어 길이가 70 ~ 100m의 횡방향으로 긴 원통형상의 회전 가마를 입구에서 출구로 약간 아래로 경사지게 배치하여 형성한 것이다. 회전 가마는 그 중식축을 둘레를 천천히 회전하며, 이에 의해 시멘트 원료를 출구측으로 수송한다. 상기 출구측에 연소장치(31)를 설치하여 숯, 천연가스, 중유 등 연소 시 발생하는 고온 연소 가스를 입구측으로 분출한다. 연소 가스에 의해 포위된 시멘트 원료는 화학반응을 일으키고(시멘트 소성반응), 그 일부는 반용융상태로 소성된다.

상기 시멘트 소성물은 공랭 냉각기(40)에서 냉풍에 의해 급냉되어 과립형상의 시멘트 클링커를 형성한다. 그 다음, 시멘트 클링커는 클링커 저장부에 저장되고, 석고 등을 첨가하여 성분을 조절한 다음 부드럽게 연마 분쇄된다(정밀 가공공정)(도시와 상세한 설명은 생략함). 한편, 소성물로부터 열량을 얻어 약 800℃ 정도까지 상승한 냉각 폐가스는, 상기와 같이, 연소용 공기로서 분해로(20)에 공급된다. 다시 말해서, 폐열을 회수하여 분해로(20) 안의 연소용 공기의 온도를 상승시키고, 이에 의해 열효율의 향상을 도모한다.

상기 냉각 폐가스의 일부를 배기 가열기(41)로 유도하고, 상기와 같이, 폐기물 처리설비(100)의 송풍기(5)로부터 온 유동화 공기와 열교환을 진행한다. 고온 냉각 폐가스와 열교환을 함으로써 유동화 공기 온도는 약 300℃ 정도로 상승할 수 있고, 도시하지 않은 바이패스 통로를 흐르는 공기유량을 조절함으로써 100℃ ~ 300℃ 전도의 범위에서 조절이 가능하다. 배기 가열기(41)를 바이패스하는 공기의 유량은, 상기와 같이 제어기(90)에 의해 제어되는 바이패스 밸브(42)의 개폐도에 의해 조절된다. 또한, 유동화 공기와 열교환을 하여 온도가 하강한 냉각 폐가스는 보일러(43)와 집진기(44)를 흐른 후 연통으로 흐른다.

상기와 같은 구조 이외에 본 실시예의 시멘트 제조설비(200)에서는 현가식 예열기(10)와 분해로(20)를 통해 순환할 때 가스 중의 염소 성분과 알칼리 성분이 농축되는 것을 방지하기 위해 바이패스 관(60)을 설치한다. 다시 말해서, 본 실시형태와 같이, 시멘트 제조설비에서 폐기물의 열분해 가스를 혼합 연소하면, 원래 폐기물에 포함되어 있던 염소성분과 알칼리 성분의 영향을 받아 시멘트 클링커 중의 염소 성분과 알칼리 성분의 농도가 높아지는 경향이 있으며 부착이 발생하는 등 번거로움이 발생할 수 있다.

따라서, 도시한 바와 같은 시멘트 제조설비(200)는 분해로(20)의 하부(또는 하부관(21))에 연결된 바이패스 관(60)을 통해 가스의 일부를 추출하고, 냉각기(61)에 의해 냉각한 후 사이클론(62)(분리기)으로 수송하여 분진(dust)을 분리한다. 냉각기(61)에 송풍기(63)를 통해 냉풍을 보내고, 추출된 가스를 염화물 등의 용점 이하까지 급냉함으로써 추출된 가스 중의 염소 성분 또는 알칼리 성분을 고체상태(분진)로 분리한다.

또한, 사이클론(62)에서 추출된 가스 중의 분진을 굵은 분말과 미세 분말로 분리하고, 염소성분과 알칼리 성분을 거의 포함하지 않은 굵은 분말은 사이클론(62)의 하단으로 떨어뜨려, 일부가 도시 생략된 반송관(60a)을 통해 분해로(20)로 반송한다. 한편, 염소 성분과 알칼리 성분 농도가 높은 미세 분말은 사이클론(62)으로부터 유출되는 가스에 실려 바이패스 관(60)의 하류측 관(60b)으로 배출되고, 집진기(54)에 의해 수집된다.

또한, 도 1에서, 바이패스 관(60)의 하류측 관(60b)을 폐가스관(50)의 중간에 연결하고, 가마 폐가스를 연통(51)으로 보내는 유도 통풍기(52), 폐가스 냉각기(53) 및 집진기(54)를 공통으로 사용하는 것을 나타내고 있으나, 실제 장치에서, 바이패스 관(60)에 전용 유도 통풍기, 폐가스 냉각기, 및 집진기를 설치할 수도 있다.

가스 화로 에 탈수 슬러지를 분산 투입

상기와 같이, 본 실시예에 따른 폐기물 처리설비(100)에 있어서, 함수율이 쓰레기 등보다 높은 탈수 슬러지를 가스 화로(1)에 투입함으로써, 상기 투입 위치 부근에서 유동층 온도가 국부적으로 낮아지는 현상이 발생한다. 또한, 많은 탈수 슬러지가 한곳에 집중되면 열분해 반응에 필요한 온도보다 낮은 하한값(예를 들어 450℃)으로 하강할 수 있다. 이와 같이 온도가 국부적으로 낮아지는 현상은 한곳에 투입된 탈수 슬러지의 유량 및 유동층(1a)에서 확산되는 속도의 영향을 받기 때문이다.

따라서, 폐기물 중의 탈수 슬러지의 비율을 25%로 하고, 확산속도에 복수 값을 설정하여 유동층의 온도 변화를 조사하는 시뮬레이션을 진행한다. 확산속도는 통상 유동층(1a)의 유동 모래의 크기, 성상(性狀), 유동화 상태 및 탈수 슬러지의 과립의 크기와 함수율, 점성 등에 따라 변하기 때문에 이러한 중요한 요소를 포함하는 확산계수에 대해 정의하고, 실험 등을 통해 그 값을 설정하여 사용한다.

도 3a, 도 3b는 각각 확산계수가 최대인 경우와 최소인 경우의 시뮬레이션 결과이다. 또한, 유동층(1a)의 상하방향에 대해서는 편의를 위하여 탈수 슬러지의 확산속도를 무한대로 보고, 수평방향의 확산속도가 상이한 것으로 인한 영향과 탈수 슬러지 중의 수분 증발속도의 영향을 고려한다. 도 3a와 도 3b를 비교하면, 확산계수가 작을수록 온도가 낮아지는 범위(슬러지 확산 범위)가 좁아짐과 함께 상기 범위에서의 온도 하강이 뚜렷해 진다. 특히, 확산계수가 작은 도 b에서 국부 층 온도가 450℃보다 낮아 열분해 반응을 계속 진행하기가 어려움을 알 수 있다.

이와 같이 탈수 슬러지를 투입할 경우, 확산계수를 크게 하는 것이 바람직하다. 그 방법으로서, 탈수 슬러지를 부드럽게 하여 다시 투입하기 위해 상기 투입구의 앞단을 축소하여 노즐을 형성하는 방법을 고려할 수 있으나, 이렇게 하면 점성이 높은 탈수 슬러지가 노즐의 앞단에서 막히는 경우가 발생하므로 투입구의 앞단을 지나치게 축소할 수 없다. 이와 같이, 탈수 슬러지를 투입할 때, 그 확산계수를 임의로 변경하는 것은 현실적으로 매우 어렵다.

따라서, 실질적으로, 한곳에서 탈수 슬러지를 가스 화로에 투입하고, 여러 곳에서 유동층의 온도를 측정하여, 그 측정결과의 표준 편차로부터 탈수 슬러지 투입의 영향 및 범위를 확인한다. 도 4는 유동층 온도의 평균값이 일정한 조건에서 로의 바닥(床)면적과 유동층 온도의 표준 편차 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 4로부터, 유동층 온도의 평균값이 같아도 로의 바닥면적이 커짐에 따라 유동층 온도의 표준 편차가 커지는 것을 알 수 있다. 다시 말해서, 한곳에서 투입한 탈수 슬러지의 유동층의 온도에 대한 영향 범위를 알 수 있다. 상기 결과에 근거해 탈수 슬러지를 한곳에 투입할 경우, 로의 바닥면적은 반드시 5m² 이하여야 하고, 바람직하게는 3m² 이하여야 한다.

다시 말해서, 로의 바닥면적이 3 ~ 5m²을 초과하는 가스 화로에서는, 적어도 매 5m²를 일 영역으로 하여 탈수 슬러지를 분산 투입해야 하며, 바람직하게는 매 3m²를 일 영역으로 하여야 한다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 화로(1)의 상부에 복수개의 투입구(82)를 환형 또는 격자형으로 설치하여, 슬러지 투입장치(81)로부터 보내진 탈수 슬러지를 유동층(1a)의 상부면에 투입할 때, 매 3 ~ 5m²를 일 영역으로 하여 분산 투입되도록 한다.

가스 화로의 동작

이하, 가스 화로(1)가 유동층(1a)의 온도를 적절한 범위로 유지하면서 동작하는 방법에 대해 설명한다. 상기와 같이, 유동층(1a)의 온도를 제어하기 위한 변수는 대체로 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물의 투입량, 유동화 공기의 온도 및 유량이지만, 본 실시예에서는, 매일의 쓰레기 등을 처리할 수 있는 유동화 공기의 온도 및 유량을 설정하고, 운행 중에서 유동층의 온도에 따라 탈수 슬러지의 공급량을 조절한다. 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물의 저위 발열량이 너무 낮을 경우, 필요에 따라 탄소분을 공급한다.

이러한 가스 화로(1)는 작업자의 조작에 따라 제어기(90)에 의해 운행된다. 도 2에 의하면, 상기와 같이, 제어기(90)에는 적어도 유동층(1a)의 온도를 측정하는 온도센서(91)로부터의 신호와 작업자의 조작판(92)으로부터의 신호가 입력되고, 그 신호에 따라 쓰레기 투입장치(4), 슬러지 투입장치(81)의 동작이 제어되고, 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물의 투입량이 조절된다. 또한, 제어기(90)는 배기 가열기(41)의 바이패스 밸브(42)의 개폐도를 제어하여 유동화 공기의 온도를 조절하고, 송풍기(5)의 회전속도와 공기 공급통로(5a)의 조절 스로틀(55)의 개폐를 제어하여 유동화 공기의 유량을 조절한다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 가스 화로(1)의 운행에 대해 설명한다. 도 5a는 작업자의 조작에 의한 가스 화로(1)의 운행방법을 나타내고, 도 5b는 조연재를 사용하지 않는 평상 운행시 탈수 슬러지 투입량을 조절하는 제어단계를 나타낸다. 또한, 도 6은 평상 운행시, 쓰레기 등과 탈수 슬러지의 투입량 변화 및 이로 인한 유동층 온도 변화 사이의 관계를 나타내는 흐름도이다.

일 예로서, 본 실시예에 따른 폐기물 처리설비(100)에서, 매일 아침 일정 시간에서의 쓰레기 등의 폐기물의 저위 발열량을 조사하였다. 상기와 같이, 쓰레기 등을 파쇄하여 가마(2) 내의 버킷(2a)에 저장한다. 쓰레기의 종류에 따라 발열량의 편차가 감소하기는 하지만 탈수 슬러지에 비하면 편차가 여전히 크다. 따라서, 함수율이 높은 탈수 슬러지를 대량 혼합하여 연소시켜, 유동층(1a)의 온도를 낮출 때 열분해 반응에 필요한 하한값(예를 들어, 450℃)보다 낮출 수 있다.

구체적으로, 매일 아침 규정된 시각에 작업자의 조작에 따라 제어기(90)에 의해 슬러지 투입장치(81)의 동작을 멈추고, 소정 시간 경과 후, 탈수 슬러지의 투입을 중지한다. 이 기간 동안, 쓰레기 투입장치(4)가 계속 작동하기 때문에 가스 화로(1)에만 쓰레기 등의 폐기물이 투입된다(SA1: 쓰레기 단독 운행). 도 6의 시각 (t0 ~ t1)에 나타내는 바와 같이, 상기 쓰레기가 단독으로 운행하는 기간 동안, 유동층(1a)의 온도는 통상의 목표값(예를 들어 530℃)보다 높아지면, 측정된 온도센서(91)로부터의 신호를 수신하여 제어기(90)가 쓰레기 등의 저위 발열량을 추정한다(SA2).

상기 발열량의 추정 계산에서는, 유동층 온도 외에 쓰레기 등의 투입량, 유동화 공기의 온도 및 유량 등도 사용한다. 또한, 제어기(90)은 추정한 쓰레기 등의 발열량에 따라 함께 투입 가능한 탈수 슬러지의 최대량을 계산한다(SA3: 투입 가능한 슬러지의 수량의 계산). 다시 말하자면, 탈수 슬러지는 쓰레기에 비해 성상이 비교적 균일하기 때문에 연소시험 등을 통해 그 저위 발열량을 미리 구하여 제어기(90)의 저장수단에 저장한다. 그 다음, 상기 탈수 슬러지의 저위 발열량과 상기 쓰레기 등의 저위 발열량의 추정값에 근거해 서로 혼합된 전체 폐기물의 저위 발열량이 소정의 값(예를 들어 1000kcal/kg) 이상일 경우, 탈수 슬러지의 투입량과 쓰레기 등의 투입량의 비를 계산한다.

다시 말해서, 매일 아침 발열량의 파동이 비교적 큰 쓰레기 등의 저위 발열량을 조사하고, 이에 근거해 쓰레기에 탈수 슬러지를 혼합한 전체 폐기물의 충분한 저위 발열량을 구하고, 조연재를 투입하지 않아도 가스 화로(1)를 지속적으로 운행시킬 수 있는 탈수 슬러지의 시간당 투입 가능한 양을 구한다.

이와 같이 구한 탈수 슬러지 투입 가능한 양과 소정의 탈수 슬러지의 시간당 처리량을 비교하여 소정량의 탈수 슬러지를 처리할 수 있는지 여부를 판단하고(SA4), 상기 판단결과를 작업자의 조작판의 디스플레이에 표시한다. 상기 디스플레이를 본 작업자는 소정량의 처리를 할 수 있으면(SA4에서 "예"로 판단), 조연재를 사용하지 않고 평상적으로 운행한다(SA5). 한편, 소정량을 처리할 수 없을 경우(SA4에서 "아니오"로 판단), 조연재를 사용하여 운행한다(SA6).

이하 평상의 운행 상황에 대해 설명한다. 도 5b의 흐름도에 나타내는 바와 같이, 제어기(90)는 쓰레기 투입장치(4)를 지속적으로 작동시킴과 함께 슬러지 투입장치(81)를 작동시켜 탈수 슬러지를 투입하기 시작한다(SB1). 그 후, 도 6의 시각(t1 ~ t2)에 나타낸 바와 같이, 투입량이 증가하여 매시간당 소정의 처리량에 부합되는 분량으로 증가할 경우(시각 t2), 얼마후 유동층(1a)의 온도가 안정된다(시각 t3). 제어기(90)는 이때까지 필요한 소정시간을 판단하고(SB2), 층 온도의 계측값(예를 들어, 이동평균을 이용)과 미리 설정한 목표값을 비교한다(SB3).

유동층(1a)의 온도의 적절한 범위는 예를 들어 약 500 ~ 600℃ 정도이다. 450℃보다 낮으면 열분해 반응은 유지할 수 있더라도, 상기와 같이, 탈수 슬러지 투입 위치에서 그 온도가 다른 부위의 온도보다 낮기 때문에, 이러한 점을 고려하여 층 온도의 제어 목표값을 예를 들어 약 530℃ 정도로 한다, 또한, 층 온도가 목표값보다 높으면(SB3에서 "예"로 판단), 그 온도편차에 따라 탈수 슬러지의 투입량을 증가시킨다(SB4). 한편, 층 온도가 목표값보다 낮으면(SB3에서 "아니오"로 판단), 탈수 슬러지의 투입량을 감소시킨다(SB5). 또한, 층 온도가 목표값을 포함한 소정의 범위에 있을 경우, 탈수 슬러지의 투입량을 유지한다.

탈수 슬러지는 함수율이 높기 때문에 상기와 같이 투입량을 증감시키면 층 온도도 신속하게 변화하므로, 대략 목표값에 근접하게 유지할 수 있다(도 6의 시각 t3 이후). 물론, 탈수 슬러지의 투입량만을 조절하는 것도 가능하고, 그외에 쓰레기 등의 폐기물의 투입량을 동시에 조절하거나, 쓰레기 등의 폐기물의 투입량만을 조절할 수도 있다. 가스 화로(1)는 통상 공기비가 1보다 작은 상태에서 운행하므로, 쓰레기 등의 투입량이 증가하면 그 열 용량에 따라 유동층의 온도가 하강한다. 그러나, 상기와 같이, 탈수 슬러지의 투입량 변화에 의한 온도 조절효과가 크므로 쓰레기 등의 투입량을 일정량으로 하여 하루분의 소정 처리량을 확실하게 처리하는 것이 바람직하다.

또한, 작업자가 보조 연소 운행을 선택한 경우(도 5a의 과정의 SA6), 제어기(90)가 전체 폐기물을 탄소분에 가할 수 있는 저위 발열량이 소정의 값(예를 들어 1000kcal/kg)보다 높은 단위 시간당 탄소분의 공급량을 계산하고, 상기 공급량에 근거해 공급장치(7)를 작동시킨다. 그 다음, 상기 평상 운행과 같이, 유동층(1a)의 온도의 측정값에 따라 탈수 슬러지의 투입량을 증감시킨다. 상기 탈수 슬러지의 투입량을 일정 값으로 하여 층 온도에 따라 탄소분의 공급량을 증감할 수 있다.

그 다음, 소정 기간동안 운행하여 소정의 쓰레기 등의 폐기물을 처리한 후, 제어기(90)가 탈수 슬러지의 처리량이 소정량에 도달했는지 판단한다(도 5a의 SA7). 탈수 슬러지의 처리량은 슬러지 투입장치(81)의 동작에 따른 단위시간당 처리량의 누계값이다. 또한, 실제 처리량이 소정값보다 많으면 상기 량의 편차에 근거해 유동화 공기의 온도 편차량을 계산하고, 바이패스 밸브(42)를 열어 배기 가열기(41)를 바이패스 통과하는 유동화 공기의 유량을 증가시킨다. 다시 말해서 가스 화로(1)의 운행조건을 변경함으로써 유동화 공기의 온도를 낮추어(SA8), 반송시킨다.

다시 말해서, 유동층(1a)의 유동화 상태를 유지하고 유동화 공기의 유량을 유지하기 위해 그 온도를 조절함으로써, 유동층 온도를 유지할 수 있고, 쓰레기 등과 탈수 슬러지의 처리량을 확보한다. 쓰레기 등과 탈수 슬러지의 실제 처리량은 대략 소정의 처리량이어서 발생된 열분해 가스량이 크게 많지 않으므로, 가스 화로(1) 내부를 음압으로 유지한 상태에서도 이상적이다.

한편, 탈수 슬러지의 실제 처리량이 소정량보다 적으면 상기 량의 편차에 대응하여 유동화 공기 온도의 상승량을 계산하고, 바이패스 밸브(42)를 닫아 배기 가열기(41)를 바이패스하는 공기량을 감소시킨다. 또한, 보조 연소 운행한 후, 조연재인 탄소분의 공급량에 따른 연소에 의해 발생된 발열량의 계산에 근거하여, 바이패스 밸브(42)를 닫고, 상기 계산한 발열량을 기초로 유동화 공기의 온도를 상승시킨다. 다시 말해서, 가스 화로(1)의 운행조건을 변경시켜 유동화 공기의 온도를 상승시킨 후(SA9), 반송한다.

상기와 같이, 본 실시예에 따른 폐기물 처리설비(100)를 사용하면, 기존의 시멘트 제조설비(200)에 인접하여 유동상식 가스 화로(1)를 설치하고, 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물의 열분해 가스를 숯과 회분과 함께 시멘트의 분해로(20)로 공급하는 한편, 공랭 냉각기(40)로부터의 폐열을 이용하여 가스 화로(1)의 유동화 공기의 온도를 높이므로, 함수율이 높은 탈수 슬러지를 대량 혼합 연소하는 경우에도 가스 화로(1)의 유동층(1a)의 온도를 적절한 범위로 유지할 수 있다.

이와 같이 유동화 공기의 온도를 높여 가스 화로(1)의 유동층(1a)의 온도 유지에 사용되는 열량이 상기 가스 화로(1)에서 발생하는 열분해 가스와 수증기와 함께 가스 수송관(6)을 통해 수송되고, 다시 시멘트 제조설비(200)로 되돌아가므로 효율이 매우 높다. 다시 말해서, 시멘트 제조설비(200)에서 발생한 열량을 최대한 효과적으로 이용하여 가스 화로(1)의 유동층(1a)의 온도를 유지함으로써 쓰레기 등을 처리하는 것과 함께 종래보다 더 많은 탈수 슬러지를 처리할 수 있다.

도 7의 그래프는 본 실시예와 같이 유동화 공기의 온도를 상승시켜 가스 화로(1)에 투입한 탈수 슬러지가 어느 정도까지 증가할 수 있는지를 나타낸다. 일예로서, 조연재를 사용하지 않은 상태에서 유동화 공기의 온도가 약 40℃ 정도이면 탈수 슬러지의 투입량이 쓰레기 등의 15%로 많아진다. 상기 탈수 슬러지의 쓰레기 등에 대한 투입량에 대한 비를 기준(1)으로 하면, 도시한 바와 같이, 유동화 공기의 온도가 높을수록 투입 가능한 탈수 슬러지가 더 많아진다. 예를 들어 180℃에서 1.6배를 초과한다. 따라서, 쓰레기 등의 약 25%의 탈수 슬러지를 처리할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 필요에 따라 탄소분 등의 조연재를 공급하면 저위 발열량이 매우 낮은 쓰레기 등이 쌓인 경우에도 탈수 슬러지와 함께 처리할 수 있어 가스 화로(1)의 운행에 고장을 일으키지 않는다. 또한, 매일 투입한 쓰레기 등의 발열량을 조사하여 동시에 처리 가능한 탈수 슬러지의 량을 계산하고, 필요하지 않을 경우 조연재를 사용하지 않으므로 그 소모량을 최저한도로 제어할 수 있다.

또한, 가스 화로(1)의 운행에서, 유동층(1a)의 온도를 유지하기 위해 상기 온도의 측정값에 근거해 탈수 슬러지의 투입량을 조절하며, 이로 인한 탈수 슬러지의 처리량 변화를 소정 기간의 운행이 끝난 후 확인할 수 있다. 그 기간 이후, 소정량을 처리할 수 있도록 유동공기의 온도를 조절한다. 다시 말해서, 기본적으로 가스 화로(1)로 유입한 유동화 공기의 공급량을 변경하지 않고, 유동층(1a)의 상태를 적절한 상태로 함과 함께 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물의 소정 기간 동안의 처리량을 크게 변화시키지 않고 필요한 쓰레기 처리량과 탈수 슬러지의 처리량을 실현할 수 있다.

또한, 유동화 공기의 유량을 일정값으로 할 필요가 없으며, 상기 온도와 함께 어느 정도로 유량을 변경할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 유동화 공기의 유량이 일단 증가하면 연소가 격렬하게 되므로, 유동층(1a)의 온도도 상승하는 경향이 있다. 그리하면, 가스 화로(1)의 운행 상태를 제어하는 변수로서 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물의 투입량 외에 유동화 공기의 온도와 유량 및 조연재의 공급량이 있고, 이를 자유롭게 제어할 수 있기 때문에 가스 화로(1)의 상태를 더 바람직한 상태로 할 수 있다.

제2 실시예

이하 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐기물 처리설비와 시멘트 제조설비에 대해 설명한다. 상기 도면은 상기 제1 실시예의 도 1에 대응한다. 본 실시예에 따르면, 시멘트 제조설비(200)의 현가식 예열기(10)와 분해로(20)의 구조는 제1 실시예와 다르다. 그러나, 분해로(20)는 공기 도입구가 없는 것 외에 제1 실시예와 같으므로 동일한 부호인 20으로 표시한다. 그 외에 동일한 구조의 부재에는 동일한 부호를 표기하고 상세한 설명은 생략한다.

상기 도면에서, 가스 수송관(6)의 일부는 현가식 예열기(10)에 의해 가려져 있으므로, 분사장치(6a)는 도면에 표시되어 있지 않으며, 마찬가지로, 편의를 위해, 바이패스 관(60)의 도시도 생략하며, 제1 실시예와 마찬가지로, 가스 수송관(6)에 복수 개의 분사장치(6a)를 설치하고, 또한, 바이패스 관(60), 냉각기(61) 및 사이클론(62) 등도 구비한다.

또한, 상기 제2 실시예에 따른 시멘트 제조설비(200)에서, 현가식 예열기(10)는 2개의 시스템으로 나뉘고, 각 시스템은, 예를 들어 5단 사이클론(11)을 구비한다. 도면 좌측의 시스템에서, 하단으로부터 가마 폐가스를 불어넣고, 분해로(20)를 설치하지 않는 것 외에는 제1 실시예의 구조와 동일하다. 한편, 도면 우측의 시스템에서는, 분해로(20)가 설치되고, 여기에는 가마 폐가스가 유입되지 않고, 공랭 냉각기(40)로부터의 고온 냉각 폐가스가 유입된다.

냉각 폐가스는 제1 실시예에 따른 가마 폐가스와 마찬가지로 분해로(20)의 하단에 유입되어 분사기류로서 상방으로 분출한다(도면에서 일점쇄선으로 표시). 상기 냉각 폐가스는 분해로(20)에 인입된 열분해 가스와 혼합되어 연소되면서 시멘트 원료를 상부로 불어 상부관(22)으로부터 최하단 사이클론(11)에 도달하게 한다. 그 다음, 사이클론(11)을 통해 점차 상승하여 최상단의 사이클론(11)으로부터 폐가스관(50)으로 유출된다.

제1 실시예와 마찬가지로, 분해로(20)의 하부에서 사이클론(11)으로부터 시멘트 원료를 공급하고(상세 도면은 생략), 가스 화로(1)로부터의 연분해 가스를 유도하는 가스 도입구를 설치하였으나, 연소용 공기의 도입구를 설치하지는 않았다. 상기와 같이, 분해로(20) 내를 통과하여 상부로 불어넣은 냉각 폐가스는 대량의 산소를 포함하기 때문에 가마 폐가스와 다르다.

이 부분을 제외하고, 분해로(20)의 구조는 제1 실시예와 동일하며, 분해로(20) 내에 유입된 열분해 가스는 불어온 냉각 폐가스와 혼합되어 충분히 연소된다. 상기 연소에 의해 냉각 폐가스의 온도가 900℃ 이상으로 상승하고, 이에 의해 불어온 시멘트 원료의 분해를 촉진할 수도 있다(탈이산화탄소 반응).

제2 실시예에 따르면, 공랭 냉각기(40)로부터의 폐열을 이용하여 폐기물 처리설비(100)의 가스 화로(1)에 공급하는 유동화 공기의 온도를 높이기 때문에 쓰레기 등 폐기물에 많은 탈수 슬러지가 포함되어 있어도 유동층(1a)의 온도를 적절한 범위로 유지할 수 있다. 다시 말하면, 상기 제2 실시예와 같이, 냉각 폐가스를 분해로(20)로 유입시키는 시멘트 제조설비(200)에 인접하여 폐기물 처리설비(100)를 설치한 경우에도 제1 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.

변형예

도 9 및 도 10은 각각 시멘트 제조설비(200)의 분해로 구조와 다른 제1 실시예의 변형예를 도시한다. 도 11은 분해로가 설치되지 않은 경우를 나타낸다. 이러한 변형예 중의 어느 변형예도 분해로에 대한 구조 이외에 상기 제1 실시예와 동일하기 때문에 동일한 부재에 동일한 부호를 표기하고 설명을 생략한다.

우선, 도 9에 나타내는 변형예의 분해로(70)는 제1 실시형태의 분해로와 마찬가지로 회전 가마(30)의 끝단에 설치된 혼합실(71)과 그 하부와 연통된 회전 분해실(72)을 구비하고, 상기 회전 분해실(72)에 연소장치(73)를 설치하여 숯, 천연 가스, 중유 등 연소에 의해 발생한 고온 연소 가스를 분출한다. 도시한 바와 같이, 회전 분해실(72)에 대해 공랭 냉각기(40)로부터의 고온 냉각 폐가스(공기)를 와류로서 유입함과 함께 최하단의 상단의 사이클론(11)으로부터 예열된 시멘트 원료를 공급한다.

상기 시멘트 원료는 연소장치(73)로부터의 연소가스의 분해에 의해, 동시에 혼합실(71)로 이동한다. 여기서, 하방에서 온 가마 폐가스의 분사기류는 상방으로 이동한다. 다시 말해서, 혼합실(71)에서 시멘트 원료를 포함하는 연소 가스류는 가마 기류와 합류하여 서로 혼합되어 상승한다. 상기 상승류가 상승하는 동안, 시멘트 원료는 충분히 분해되고, 혼합실(71)의 최상부의 출구로부터 통로를 통해 최하단의 사이클론(11)으로 수송된다. 또한, 가스 화로(1)로부터의 열분해 가스가 회전 가마(30)의 입구로부터 혼합실(71)의 출구 사이 또는 회전 분해로(72)와 혼합실(71) 사이로 유입된다.

한편, 도 10에 나타내는 변형예의 분해로(75)는 제1 실시예의 분해로와 대략 동일한 구조를 가지며, 회전 가마의 하부에 상하방향으로 연장되게 설치되어 있으나, 그 상하의 대략 중앙 부위에 환형의 축소부(75a)를 형성하여 상기 축소부(75a)에서도 공기가 분해로(75) 내로 유입할 수 있게 한다.

다시 말해서, 상기 제1 실시예와 마찬가지로, 공랭 냉각기(40)로부터의 고온 냉각 폐가스를 와류로서 분해로(75)의 하부에 유입하고 있으나, 상기 냉각 폐가스 공급통로로부터 분기되는 분기로를 통해 냉각 폐가스의 일부를 상기 축소부(75a)로 유입시킬 수 있고, 여기에 형성된 유입구로부터 분해로(75) 내로 유입시킨다. 이렇게 유입된 냉각 폐가스의 일부는 재연소용 공기로서 분해로(75)를 통해 상부로 불어넣는 가마 폐가스의 분사기류에 공급된다. 상기 변형예에 따르면, 가스 화로(1)로부터의 분해가스를 회전 가마(30)의 입구로부터 분해로(75)의 출구 사이에 유입하면 된다.

또한, 도 11에 도시된 변형예에 따르면, 분해로가 설치되지 않고, 회전 가마(30)의 입구에 연결한 하부관(21)과 현가식 예열기(10)의 최하단 사이클론(11)에 연결된 상부관(22) 사이를 수직관(29)을 통해 연결된다. 상기 수직관(29)에 시멘트 원료와 가스 화로(1)로부터의 열분해 가스를 각각 공급하여 가마 폐가스의 분사기류에 의해 상승시킨다. 열분해 가스는 가마 가스에 포함된 산소와 반응하여 수직관(29)와 현가식 예열기(10)에서 연소한다.

기타 실시형태

상기 제1 실시예, 제2 실시예 및 그 변형예는 예시에 불과하며, 본 발명 및 그 적용물 또는 그 용도를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 각 실시예에서는, 쓰레기 등의 발열량을 매일 조사하여 동시에 처리 가능한 탈수 슬러지의 비율을 확인하고, 이에 근거해 탈수 슬러지를 투입하기 시작하지만, 퇴적된 쓰레기 등의 발열량이 급격한 변화가 없기 때문에 그 발열량을 매일 조사할 필요는 없다.

예를 들어, 2 ~ 3일에 한번 또는 1주일에 한번 정도 쓰레기 등의 발열량을 조사하면 되며, 탈수 슬러지의 처리량과 그에 따라 변하는 유동화 공기 등의 온도 등에 따라 조사할 수 있다.

또한, 쓰레기 등의 발열량을 미리 조사한 다음 탈수 슬러지를 투입할 필요는 없으며, 예를 들어, 상술한 운행방법으로 해도 된다. 다시 말해서, 먼저, 쓰레기 등을 투입하면서 유동층(1a)의 온도를 측정하고, 상기 측정결과에 따라 폐기물의 투입량을 조절하여 층 온도비를 목표값보다 높게 할 수 있다. 그 다음, 탈수 슬러지를 투입하면서 유동층(1a)의 온도를 측정하고, 상기 측정결과에 따라 탈수 슬러지의 투입량을 조절하여 층 온도가 목표값에 도달하도록 한다.

그리고, 지역에 따라 수집한 쓰레기 등의 발열량이 매우 높아 소정량의 탈수 슬러지와 함께 혼합한 전체 저위 발열량이 1000kcal/kg을 초과하는 매우 양호한 경우도 고려한다. 이러한 지역이면 각 실시예 등에서 조연재의 공급장치(7)를 생략할 수도 있다. 마찬가지로, 염소 성분과 알칼리 성분이 적은 폐기물만 처리하는 지역이면 각 실시형태에서 바이패스 관(60)도 생략할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 공랭 냉각기(40)로부터의 폐가스를 배기 가열기(41)에 끌어들이고 있으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 폐가스관(50)의 중도, 가스 냉각기(53)의 상류측에 설치할 수 있으며, 시멘트 제조설비(200)의 폐열을 사용할 수 있으면 된다.

마찬가지로 시멘트 제조설비(200)의 폐열을 이용하여, 가스 화로(1)에 투입하기 전에 탈수 슬러지를 건조하기 위한 건조장치를 더 구비할 수 있다. 탈수 슬러지를 건조하면 그 저위 발열량이 높아지고, 유동층(1a)의 온도 유지에 유리하다. 탈수 슬러지의 함수율이 낮기 때문에 탈수 슬러지를 투입할 때 유동층(1a)의 온도가 국부적으로 낮아진다.

그러나, 탈수 슬러지의 건조에 사용된 열량과 수증기는 함께 시스템 밖으로 배출된 후 시멘트 제조설비(200)로 돌아가지 않는다. 따라서, 건조장치의 열원은 유동화 공기의 온도 상승에 사용되는 배기 가열기(41) 등보다 낮은 온도의 열원을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 배기 가열기(41)에 의한 냉각 폐가스가 유통하는 보일러(43)의 하류측에 설치할 수도 있다.

또한, 상기 각 실시예에서, 시멘트 제조설비(200)의 일측의 음압을 이용하여 가스 화로(1)로부터 열분해 가스를 수송하고, 가스 수송관(6)에 송풍기를 설치하지 않았으나, 여기에 송풍기를 설치할 수도 있다. 또한, 가스 수송관(6)의 분사장치(6a)도 생략할 수도 있다.

또한, 폐기물 처리설비(100)의 가스 화로(1)와 시멘트 제조설비(200)의 가마(소성로) 등의 구조도 상기 각 실시형태에 한정되지 않고, 예를 들어, 시멘트의 소성로는 회전 가마(30)에 한정되지 않고, 유동층 가마일 수도 있다.

본 발명에 의하면, 종래의 시멘트 제조설비에 인접하여 설치된 폐기물 처리설비의 가스 화로에 쓰레기 등의 폐기물에 종래보다 훨씬 많은 양의 탈수 슬러지를 혼합하여 연소할 수 있고, 위생적으로 처리할 수 있으므로 산업상의 이용 가능성이 매우 크다.

100: 폐기물 처리설비
1: 가스 화로
4: 쓰레기 투입장치
6: 가스 수송관(가스 수송통로)
7: 조연재 공급장치(연료 공급장치)
8: 슬러지 공급 시스템
80: 슬러지 층
81: 슬러지 투입장치
200: 시멘트 제조설비
10: 현가식 예열기(예열기)
20: 분해로
40: 공랭식 냉각기(클링커 냉각기)
41: 배기 가열기 (gas air heater)(승온장치)

Claims (13)

1. 시멘트 제조설비에 인접하여 설치되는 폐기물 처리 설비로서,
   탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 포함하는 폐기물을 가스화시켜 열분해 가스를 발생시키는 유동상식 가스 화로와,
   상기 가스 화로에서 발생하는 열분해 가스를 숯과 회분을 함유한 상태로 상기 시멘트 제조설비의 시멘트 예열기와 분해로 사이로 수송하는 가스 수송 통로와,
   상기 시멘트 제조설비의 폐열을 이용하여 상기 가스 화로에 제공되는 유동화 공기의 온도를 상승시키는 승온장치, 상기 유동화 공기의 온도를 조절하는 수단, 및 상기 유동화 공기의 유량을 조절하는 수단을 구비하고, 상기 가스화로에 유동화 공기를 공급하는 공기 공급통로와,
   상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물이 투입되어 있는 상기 가스 화로의 유동층의 온도를 계측하는 온도 센서와,
   계측된 상기 유동층의 온도에 따라 상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 저위 발열량을 추정하고, 추정된 상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 저위 발열량과 저장된 상기 탈수 슬러지의 저위 발열량에 따라 폐기물 전체의 저위 발열량이 소정의 값 이상이 되도록 상기 탈수 슬러지와 상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 투입량을 결정하는 제어기와,
   상기 탈수 슬러지와 상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 상기 투입량대로 상기 가스 화로에 투입하는 투입 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리설비.
2. 제1항에 있어서,
   상기 투입장치는 상기 탈수 슬러지를 상기 가스 화로의 상기 유동층의 상방의 여러 곳에서 상기 유동층에 분산 투입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리설비.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 가스 화로는 상기 유동층에 조연재를 공급하는 연료 공급장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리설비.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연료 공급장치는 상기 유동층으로 평균입경이 0.1 ~ 3mm인 고체 조연재를 공급하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리설비.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탈수 슬러지를 상기 가스 화로에 제공하기 전에 상기 시멘트 제조설비의 폐열을 이용하여 상기 탈수 슬러지를 건조시키는 건조장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리설비.
6. 탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 포함하는 폐기물을 처리하는 폐기물 처리방법으로서,
   시멘트 제조설비에 인접하여 설치되는 유동상식 가스 화로에, 상기 시멘트 제조설비의 폐열을 이용해 온도가 상승된 한편 온도 및 유량이 조절된 유동화 공기를 공급하는 단계,
   상기 가스 화로에서, 상기 폐기물을 가스화하여 열분해 가스를 발생시키는 단계,
   상기 가스 화로에서 발생된 열분해 가스를 숯과 회분을 함유한 상태로 상기 시멘트 제조 설비에의 시멘트 예열기 내지 분해로로 반송하는 단계,
   상기 탈수 슬러지와 상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 각각 상기 가스 화로에 투입하고, 상기 가스 화로의 유동층의 온도가 소정의 범위 내로 유지되도록, 상기 탈수 슬러지와 상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물 중의 적어도 어느 하나의 투입량을 조절하는 단계를 포함하고,
   상기 탈수 슬러지와 상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물 중의 적어도 어느 하나의 투입량을 조절하는 단계는,
   상기 가스 화로에 투입하기 전에 상기 탈수 슬러지의 저위 발열량을 구하여 저장하는 단계와,
   상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 상기 가스 화로에 투입하고 상기 유동층의 온도를 측정하여, 상기 측정 결과에 따라 상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 저위 발열량을 추정하는 단계와,
   추정된 상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 저위 발열량과 저장된 상기 탈수 슬러지의 저위 발열량에 따라 폐기물 전체의 저위 발열량이 상기 소정의 값 이상이 되도록 상기 탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 폐기물의 투입량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 탈수 슬러지와 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 상기 가스 화로에 투입하면서 상기 유동층의 온도를 측정하고, 상기 측정 결과에 따라 상기 유동층의 온도가 목표값에 접근하도록 상기 탈수 슬러지의 투입량을 조절하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
8. 제6항에 있어서,
   먼저, 상기 탈수 슬러지 이외의 폐기물을 상기 가스 화로에 투입하면서 상기 유동층의 온도를 측정하고, 상기 측정 결과에 따라 상기 유동층의 온도가 목표값보다 높도록 상기 폐기물의 투입량을 조절하고,
   그 다음, 상기 탈수 슬러지도 상기 가스 화로에 투입하면서 상기 유동층의 온도를 측정하고, 상기 측정 결과에 따라 상기 유동층의 온도가 상기 목표값이 되도록 상기 탈수 슬러지의 투입량을 조절하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가스 화로 내부가 음압을 유지하도록 상기 탈수 슬러지를 포함하는 폐기물 전체의 투입량을 조절하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제

Images