KR102007813B1 - 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템 - Google Patents
유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102007813B1 KR102007813B1 KR1020190024811A KR20190024811A KR102007813B1 KR 102007813 B1 KR102007813 B1 KR 102007813B1 KR 1020190024811 A KR1020190024811 A KR 1020190024811A KR 20190024811 A KR20190024811 A KR 20190024811A KR 102007813 B1 KR102007813 B1 KR 102007813B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- reduction
- organic waste
- coupling portion
- reduction furnace
- block
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/725—Redox processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로, 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템을 제공한다. 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로는 유기성 폐기물에 환원반응이 이루어지도록 내부에 빈공간을 포함하는 반응로, 유기성 폐기물을 반응로에 공급하는 하나 이상의 유기성 폐기물 투입구, 반응로에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하는 3개 이상의 합성가스공급부, 및 반응로 상단에 위치하고 환원처리된 혼합가스를 배출하는 혼합가스 배출부를 포함하고, 반응로는 빈공간을 둘러싸도록 내측에서 외측으로 갈수록 형성된 내화층, 제 1단열층 및 제 2단열층을 포함하고, 내화층은 산화알루미늄(Al2O3)을 99.5중량% 내지 99.9중량%의 범위로 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템에 관한 것이다.
최근 각종 고분자 소재 등의 사용이 많아지면서, 유기성 폐기물을 처리하는 것이 관건이 되고 있다. 유기성 폐기물을 처리하는 방법으로는 매몰 방식을 고려하기도 하였으나, 점차 그 양이 많아지면서 소각로와 같은 연소로에서 불로 태워서 부피를 줄이는 방식이 점차 많이 사용되고 있다.
한편, 고체연료를 볼로 태워는 방식은 일 예로 석탄가스화 복합발전 등을 들 수 있는데, 석탄가스화 장치에서는 특정온도에서 고체연료에 환원반응이 일어나게 되고, 환원반응이 일어나면 유기성 폐기물의 탄소원자는 CO로 변화되고, 수소는 H2로 변화되어 이를 재사용할 수 있게 된다.
하지만, 특정 온도 이하에서는 유기성 폐기물의 환원작용 이외에도 산화에 의해 발암물질을 일으키는 다이옥신, 톨루엔, 나프탈렌, 벤젠 등의 산화물이 발생할 수 있고, 이산화탄소, 이산화황 등의 환경오염 물질이 다량 발생할 수 있어, 특정 온도 이상의 고온에서 유기성 폐기물의 대부분을 환원할 수 있는 환원 가스화 처리 장치가 요구되고 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 유기성 폐기물의 대부분을 환원 가스화 하면서도, 내구성을 향상시킬 수 있는 환원 가스화 처리 장치용 환원로, 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 환원 가스화 처리 장치를 설치함에 있어서, 간단하게 환원로를 설치할 수 있어, 설치가 용이하면서도, 환원로가 고온에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하는 환원 가스화 처리 장치용 환원로, 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 환원로는 유기성 폐기물을 환원 가스화 처리하는 환원로에 있어서, 상기 유기성 폐기물에 환원반응이 이루어지도록 내부에 빈공간을 포함하는 반응로, 상기 유기성 폐기물을 상기 반응로에 공급하는 하나 이상의 유기성 폐기물 투입구, 상기 반응로에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하는 3개 이상의 합성가스공급부, 및 상기 반응로 상단에 위치하고 환원처리된 혼합가스를 배출하는 혼합가스 배출부를 포함하고, 상기 반응로는 상기 빈공간을 둘러싸도록 내측에서 외측으로 갈수록 형성된 내화층, 제 1단열층 및 제 2단열층을 포함하고, 상기 내화층은 산화알루미늄(Al2O3)을 99.5중량% 내지 99.9중량%의 범위로 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응로 내부 빈공간의 직경은 200㎜ 내지 300㎜의 범위인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내화층과 상기 제 1단열층 사이의 제 1공기층, 및 상기 제 1단열층과 상기 제 2단열층 사이의 제 2공기층을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1단열층은 산화알루미늄(Al2O3)을 75중량% 내지 85중량%의 범위로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내화층과 제 1단열층 사이에 위치하는 제 1온도센서, 상기 제 1단열층과 상기 제 2단열층 사이에 위치하는 제 2온도센서, 및 상기 제 2단열층 외측에 위치하는 제 3온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내화층은 복수개의 내화블럭을 포함하고, 상기 내화층은 상기 복수개의 내화블럭이 내부의 빈공간을 둘러싸도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내화블럭은 수평면에서 측면방향으로 돌출되어 형성된 돌출 결합부, 및 상기 돌출 결합부의 형상에 대응하는 형상으로 수평면에서 측면방향에서 함몰되어 형성되고, 상기 돌출 결합부와 마주하는 위치에 형성된 함몰 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내화블럭은 상기 수평면 대비 수직한 상측 방향으로 돌출되어 형성된 상측 돌출 결합부, 및 상기 상측 돌출 결합부의 형상에 대응하는 형상으로 하측 방향에서 함몰되어 형성되고, 상기 상측 돌출 결합부와 마주하는 위치에 형성된 하측 함몰 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내화블럭의 수평단면상에서 외측부분과 내측부분을 양분하는 가상의 제 1선을 기준으로 상기 상측 돌출 결합부 및 상기 하측 함몰 결합부는 상기 제 1선의 외측에 위치하고, 상기 돌출 결합부 및 상기 함몰 결합부는 상기 제 1선의 내측에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 돌출 결합부의 돌출되는 부분은 상기 내화블럭의 하단부에서 상단부로 연장되고, 상기 함몰 결합부의 함몰되는 부분은 상기 내화블럭의 하단부에서 상단부로 연장되고, 상기 상측 돌출 결합부의 돌출되는 부분은 상기 내화블럭의 좌측단에서 우측단으로 연장되고, 상기 하측 함몰 결합부의 함몰되는 부분은 상기 내화블럭의 좌측단에서 우측단으로 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내화블럭은 단위 내화블럭, 상기 단위 내화블럭의 수평단면을 2개 이상 커버하는 기초 내화블럭을 포함하고, 상기 단위 내화블럭은 상기 기초 내화블럭의 상부 또는 하부에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 환원 가스화 처리 장치는 유기성 폐기물을 환원로에서 환원 가스화 하여 처리하는 환원 가스화 처리 장치에 있어서, 유기성 폐기물을 환원 가스화 하는 환원로, 상기 환원로에 유기성 폐기불을 분쇄하여 환원로에 투입하는 원료제공부, 상기 환원로에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하는 합성가스 제공부, 및 상기 환원로에서 환원처리되어 배출된 혼합가스를 정제하는 정제부를 포함하되, 상기 환원로는 상기 본 발명의 환원로들 중 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 환원 가스화 처리 시스템은 환원로에 유기성 폐기물 원료를 투입하는 단계, 상기 환원로에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하고 1300℃ 이상 내지 2000℃ 이하의 온도로 가열하여 상기 유기성 폐기물을 환원 가스화 하는 단계, 및 상기 환원 가스화 하는 단계에서 환원처리된 혼합가스를 배출하여 정제하는 단계를 포함하되, 상기 환원로는 상기 본 발명의 환원로들 중 하나인 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 환원 가스화 처리 장치용 환원로, 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템은 유기성 폐기물의 대부분을 환원 가스화 하면서도, 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 환원 가스화 처리 장치를 설치함에 있어서, 간단하게 환원로를 설치할 수 있어, 설치가 용이하면서도, 환원로가 고온에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원 가스화 처리 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환원로를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 또 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원로에 적용되는 내화블럭의 사시도이다.
도 7은 도 6의 내화블럭의 평면도이다.
도 8은 도 6의 내화블럭의 좌측면도이다.
도 9는 도 6의 내화블럭의 우측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 6의 내화블럭이 서로 결합된 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 내화블럭이 결합되고 적층된 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 내화블럭의 사시도이다.
도 13은 도 12의 내화블럭의 평면도이다.
도 14는 도 12의 내화블럭의 좌측면도이다.
도 15는 도 12의 내화블럭의 정면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 12의 내화블럭이 서로 결합된 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 내화블럭이 결합되고 적층된 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기초 내화블럭의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환원로를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 또 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원로에 적용되는 내화블럭의 사시도이다.
도 7은 도 6의 내화블럭의 평면도이다.
도 8은 도 6의 내화블럭의 좌측면도이다.
도 9는 도 6의 내화블럭의 우측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 6의 내화블럭이 서로 결합된 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 내화블럭이 결합되고 적층된 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 내화블럭의 사시도이다.
도 13은 도 12의 내화블럭의 평면도이다.
도 14는 도 12의 내화블럭의 좌측면도이다.
도 15는 도 12의 내화블럭의 정면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 12의 내화블럭이 서로 결합된 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 내화블럭이 결합되고 적층된 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기초 내화블럭의 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "하부면", "하측", "위(above)", "상부(upper)", "상부면", "상측" 등은 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다.
비록 제 1, 제 2등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 여러 실시예들에 대한 설명을 위해 도시된 도면들은 설명의 편의를 위해 각 구성들, 그리고 각 구성들간의 상대적인 크기나 높이, 길이 비율 등이 다소 과장되어 있을 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 환원 가스화 처리 장치를 개략적으로 나타낸 단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 환원로를 개략적으로 나타낸 단면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 일 실시예에 따른 단면도가 도시되어 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원 가스화 처리 장치는 유기성 폐기물을 환원 가스화 처리하는 환원로에 있어서, 상기 유기성 폐기물에 환원반응이 이루어지도록 내부에 빈공간을 포함하는 반응로(C), 상기 유기성 폐기물을 상기 반응로(C)에 공급하는 하나 이상의 유기성 폐기물 투입구(213), 상기 반응로(C)에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하는 3개 이상의 합성가스공급부(211), 및 상기 반응로(C) 상단에 위치하고 환원처리된 혼합가스를 배출하는 혼합가스 배출부(215)를 포함하고, 상기 반응로(C)는 상기 빈공간을 둘러싸도록 내측에서 외측으로 갈수록 형성된 내화층(220), 제 1단열층(240) 및 제 2단열층(260)을 포함하고, 상기 내화층(220)은 산화알루미늄(Al2O3)을 99.5중량% 내지 99.9중량%의 범위로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반응로(C)는 내부가 빈 공간으로 형성될 수 있다. 이에 의해 반응로(C) 내부에서 유기성 폐기물이 공급된 산소와 수소를 포함하는 합성가스의 연소에 의해 1300℃ 이상 내지 2000℃이하의 온도 범위에서 환원 가스화 되도록 할 수 있다. 반응로(C) 내부의 온도가 1300℃ 이상 내지 2000℃이하가 되는 경우 유기성 폐기물 중 탄소원자의 대부분은 CO로 변화되고, 수소원자의 대부분은 H2로 변화되어 이를 재사용할 수 있게 된다. 실질적으로 본 발명의 환원로에 의해 유기성 폐기물을 환원 가스화 하는 경우 1800℃ 근방의 온도에서 유기성 폐기물이 환원가스화 될 수 있다.
유기성 폐기물은 상기 유기성 폐기물 투입구(213)를 통해 상기 반응로(C) 내부의 빈 공간으로 유입되고, 유기성 폐기물이 고온의 환경에서 환원 가스화 될 수 있도록, 상기 3개 이상의 합성가스공급부(211)에서 산소와 수소를 포함하는 합성가스가 공급되면서 버너에 의해 연소될 수 있다.
한편, 환원 가스화가 이루어진 후 환원가스화된 혼합가스는 혼합가스 배출부(215)를 통해 다음 단계로 전달될 수 있고, 미환원된 잔류물, 예를 들어, 금속이나 광물들의 경우 하부에 위치하는 잔류물 배출부(214)를 통해 환원로 외부로 배출될 수 있다. 배출된 잔류물의 경우 잔류물 처리부(400)에서 일정 단계를 거쳐 폐기 처리되거나 재사용될 수 있다.
상기 반응로(C)는 상기 빈공간을 둘러싸도록 내측에서 외측으로 갈수록 형성된 내화층(220), 제 1단열층(240) 및 제 2단열층(260)을 포함한다. 상기 내화층(220)은 산화알루미늄(Al2O3)을 99.5중량% 내지 99.9중량%의 범위로 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 환원로의 경우는 실질적으로 완전히 유기성 폐기물을 환원 가스화 하기 위해 1300℃ 이상의 온도, 바람직하게는 1800℃ 근방의 고온으로 유지되도록 반응로(C)내부 빈 공간의 온도를 유지하여야 하므로, 이와 같은 고온을 유지하기 위해 상기 내화층(220)은 산화알루미늄(Al2O3)을 99.5중량% 내지 99.9중량%의 범위로 포함한다. 내화층(220)이 산화알루미늄(Al2O3)을 99.5중량% 내지 99.9중량%의 범위로 포함함으로써, 반응로(C)내부 빈 공간의 온도를 상기 온도 범위와 같이 고온으로 올릴 수 있다. 산화알루미늄의 함량 범위가 상기 범위보다 낮을 경우 수소 분위기에서 환원반응을 진행될 때 환원 반응이 이루어지는 위치와 직접 접하는 내화층(220)이 녹거나 분해되어 없어질 수 있어, 고온의 온도 조건을 유지하기가 힘들 수 있어, 상기 범위를 만족하여야 한다.
또한, 내화층(220)의 외부를 제 1단열층(240) 및 제 2단열층(260)이 둘러쌈에 의해 상기와 같은 온도 조건을 유지할 수 있다.
즉, 고밀도의 산화알루미늄을 가지는 내화층(220)을 형성함으로써, 높은 온도 조건에서도 반응이 이루어지는 빈 공간과 직접 닿는 내화층(220)이 고온에 의해 크렉 등이 발생하거나 녹아내리는 것을 방지하면서도 부차적으로 1단열층(240) 및 제 2단열층(260)이 열손실을 최소화하여 고온의 환경을 유지하도록 할 수 있다.
상기 반응로(C) 내부 빈공간의 직경(D)은 200㎜ 내지 300㎜의 범위인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 직경(D)의 범위에서 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리를 위해 반응로(C)내부 빈 공간의 온도를 상기 본 발명의 온도 범위로 조절할 수 있다. 상기 직경(D)이 200㎜ 보다 작을 경우 직경(D)이 너무 작아 충분히 환원 가스화 처리가 되지 않을 수 있고, 상기 직경(D)이 300㎜ 보다 클 경우 환원 가스화를 위해 원하는 고온의 온도를 올리는데 시간이 많이 소비되고, 고온의 온도를 유지하는데 많은 시간이 소모되어 합성가스의 소모량이 많아져 효율적이지 못하게 될 수 있다.
즉, 종래의 환원로는 직경이 큰 환원로를 사용하면서 합성가스의 연소에 의한 열을 재순환하여 이용하는 구조를 사용한 반면, 본 발명의 환원로의 경우 상당히 작은 직경을 사용함으로써, 연소에 의한 열의 재순환을 최소화하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 종래의 환원로에 비해 그을음이 형성되는 것을 최소화할 수 있고, 적은 수소와 산소양을 사용해도 균일하게 높은 열을 발생하면서 상대적으로 매우 짧은 시간에 환원 가스화를 하도록 할 수 있다. 또한, 직경을 작은 크기로 하면서도 최적화된 직경(D)을 설정함으로써, 설치가 쉽고, 설치 장소의 제약도 최소화할 수 있다.
바람직하게는 상기 내부 빈 공간의 직경(D)이 상기 범위이면서, 상기 빈 공간의 높이는 2100㎜ 내지 3000㎜의 범위일 수 있다. 또한, 상기 빈 공간의 직경 대 높이의 비율은 1:7 내지 1:15 의 범위일 수 있다. 상기 범위에서 재순환에 의한 그을음 발생을 방지할 수 있고, 고온으로 빠르게 온도가 상승하도록 할 수 있다.
예를 들어, 3개 이상의 버너를 사용하는 경우 상기 직경(D)의 범위에서 하나의 버너가 상기 본 발명의 온도 범위를 유지시키면서 환원 가스화를 처리할 수 있는 반응로(C)의 높이는 700㎜ 내지 1000㎜의 범위이고, 3단계로(3개의 버너) 구성된 버너에 의해 처리되는 반응로(C)의 높이는 2100㎜ 내지 3000㎜의 범위일 수 있다. 상기 범위에서 유기성 폐기물의 불연소에 의한 미세먼지 등의 환경오염 물질들이 실질적으로 완벽하게 처리되어 최적의 환원 가스화 조건을 확보할 수 있다.
한편, 보다 단열을 높이기 위해 상기 내화층(220)과 상기 제 1단열층(240) 사이의 제 1공기층(230) 및, 상기 제 1단열층(230)과 상기 제 2단열층(260) 사이의 제 2공기층(250)을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 제 1공기층(230) 및 제 2공기층(250)에 의해 반응로(C) 내부의 온도가 외부로 유출되는 것을 최소화할 수 있고, 빠르게 고온으로 상승하도록 할 수 있다.
상기 내화층(220)과 제 1단열층(240) 사이에 위치하는 제 1온도센서(미도시), 상기 제 1단열층(240)과 상기 제 2단열층(260) 사이에 위치하는 제 2온도센서(미도시), 및 상기 제 2단열층(260) 외측에 위치하는 제 3온도센서(미도시)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제 1온도센서 내지 제 3온도센서는 각각 내화층(220)과 제 1단열층(240) 사이의 제 1공기층(230), 상기 제 1단열층(230)과 상기 제 2단열층(260) 사이의 제 2공기층(250), 제 2단열층(260)과 외벽(280)에 존재하는 제 3공기층(270)에 존재할 수 있다. 제 1온도센서는 상대적으로 온도가 가장 높은 반응로(C)내부의 빈 공간과 가까운 위치에 존재하여 가장 근접하는 온도를 측정하고, 제 2온도센서와 제 3온도센서로 갈수록 순차적으로 온도를 측정할 수 있다. 이에 의해 환원로의 온도를 정밀하게 측정할 수 있고, 반응로(C)의 중심에서 외부로 갈수록 온도차이 여부를 측정하여 오차범위를 최소화하고, 일부 온도센서가 오작동하는 경우에도 다른 온도센서의 작동에 의해 잘못 감지되는 온도를 최소화할 수 있다.
한편, 상기 제 1단열층(240)은 산화알루미늄(Al2O3)을 75중량% 내지 85중량%의 범위로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 내화층(220)의 경우 고온의 열과 직접적으로 접촉되는 곳이라 산화알루미늄의 순도가 높고 밀도가 높은 내화재를 사용 하여야만 직접적으로 전달되는 고온의 열을 견딜 수 있다. 다만, 이 경우 높은 밀도에 의해 열 전도율이 높아 단열성은 다소 떨어질 수 있는데, 제 1단열층(240)에서는 간접적으로 열이 전달되어 상기 내화층(220)에 비해 낮은 온도의 열이 전달되므로, 산화알루미늄의 함량을 내화층(220) 보다 낮게 상기 범위로 함으로써, 내화 성능을 나타내면서도 상대적으로 내화층(220) 보다 적은 밀도에 의해 내부에 공기층이 보다 많이 형성될 수 있고, 열 전도율이 낮아져 단열 효과를 극대화할 수 있다.
다시 말하면, 상기 내화층(220)은 매우 고온의 열과 직접 접촉하여 내화 성능을 극대화한 반면 열 전도율이 높아져 열 손실이 클 수 있는데, 제 1단열층(240)에서는 상기 범위로 산화알루미늄 함량을 조절하여 간접적인 열에 대한 내화 성능을 유지하면서도 단열성을 확보할 수 있는 것이다. 따라서, 내화층(220)에 전달되는 열에 비해 상대적으로 낮은 온도의 고온의 내화성능을 확보하면서도 단열성을 확보할 수 있다.
도 4에는 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 다른 실시예에 따른 단면도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 상기 내화층(221)은 복수개의 내화블럭을 포함하고, 상기 내화층(221)은 상기 복수개의 내화블럭이 내부의 빈공간을 둘러싸도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 환원로는 종래의 환원로에 비해 고온으로 유지되면서 환원 가스화가 이루어지므로, 고온에 의해 내화층에 균열이 발생할 수 있는데, 복수개의 내화블럭이 적층되어 내화층(221)을 구성함으로써 고온에 의한 내화층(221)의 균열을 최소화할 수 있고, 환원로의 수명을 장시간 유지할 수 있다. 종래의 경우 본 발명 대비 상대적으로 낮은 온도에서 반응로가 작동하였으나, 본 발명의 경우 매우 고온의 조건에서 환원 가스화 반응이 진행되므로, 방응로(C)의 빈 공간과 직접 맞닿는 내화층(221)은 극심한 고온에 의해 손상되어 수명이 짧아질 수 있는데, 본 발명과 같이 복수개의 내화블럭을 적층하는 구조를 포함함에 의해 극심한 고온에서도 장시간 손상되지 않고 사용되도록 할 수 있다.
도 5에는 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 또 다른 실시예에 따른 단면도가 도시되어 있고 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 환원로에 적용되는 내화블럭(800)의 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 7에는 도 6의 내화블럭(800)의 평면도가, 도 8에는 도 6의 내화블럭(800)의 좌측면도가, 도 9에는 도 6의 내화블럭(800)의 우측면도가 도시되어 있다.
도 5 내지 9를 참조하면 상기 내화층(222)을 구성하는 상기 내화블럭(800)은 수평면에서 측면방향으로 돌출되어 형성된 돌출 결합부(820), 및 상기 돌출 결합부(820)의 형상에 대응하는 형상으로 수평면에서 측면방향에서 함몰되어 형성되고, 상기 돌출 결합부(820)와 마주하는 위치에 형성된 함몰 결합부(810)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기에서 설명하였다시피, 본 발명의 환원로(200)는 매우 고온의 환경에서 유기성 폐기물의 환원 가스화가 이루어지므로, 고온에 의해 내화층(200)에 크렉이 발생할 수 있고, 이에 의해 환원로의 수명이 줄어들 수 있는데, 내화블럭(800)들을 적층 및 조립하는 구조에 의해 환원로의 내구성을 극대화할 수 있다. 또한, 돌출 결합부(820)와 함몰 결합부(810)에 의해 인접하는 내화블럭(800)간의 돌출 결합부(820)와 함몰 결합부(810)가 서로 맞물려 결합됨으로써, 정확한 위치에 내화블럭(800)들이 위치하도록 할 수 있다.
한편, 내화블럭(800)은 수평단면 상으로 서로 마주하는 내측과 외측(즉, 돌출 결합부(820)와 함몰 결합부(810)가 위치하지 않는 부분)이 곡선을 취하여 내화블럭(800)들이 모두 결합되었을 때, 원의 형상을 할 수 있어, 내부에 빈 공간이 설계된 반응로(C)를 구성할 수 있다. 상기 내화블럭(800)의 돌출 결합부(820)와 함몰 결합부(810)는 비제한적인 예로, 수평단면이 반원과 같은 형상일 수 있다. 즉, 수평단면의 외곽 부분이 곡선의 형상일 수 있다. 이에 의해 결합이 용이하도록 할 수 있다.
한편, 돌출 결합부(820)와 함몰 결합부(810)는 내화블럭(800) 상에서 반응로(C)의 빈공간과 직접 접하지 않는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 내화블럭(800) 간의 결합에 의해 내화블럭(800)들 사이의 이격되는 부분을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 돌출 결합부(820)의 돌출되는 부분은 상기 내화블럭의 하단부에서 상단부로 연장되고, 상기 함몰 결합부(810)의 함몰되는 부분은 상기 내화블럭의 하단부에서 상단부로 연장될 수 있다. 이와 같이, 돌출 결합부(820)와 함몰 결합부(810)가 내화블럭의 하단부에서 상단부로 연장되어 모두 형성됨으로써, 동일한 층 내에서 보다 정확한 위치에 내화블럭들이 결합되면서 위치하도록 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 내화블럭이 서로 결합된 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 10을 참조하여 본 발명의 내화블럭(800)들이 결합되는 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하면 내화블럭(800)들은 서로 동일한 방향으로 돌출 결합부(820)와 함몰 결합부(810)가 형성되고 이에 의해 인접하는 내화블럭(800)들 간에는 서로 돌출 결합부(820)와 함몰 결합부(810)가 마주하도록 하여 연속적으로 결합이 이루어지도록 할 수 있고, 수평단면 상으로 서로 마주하는 내측과 외측(즉, 돌출 결합부(820)와 함몰 결합부(810)가 위치하지 않는 부분)이 곡선을 취하여 내화블럭(800)들이 결합되어 가며 점차 폐곡선의 형상을 취할 수 있다. 또한, 점차적으로 내화블럭(800)들을 상층으로 적층함에 의해 3차원적인 반응로(C)내부의 빈 공간을 형성할 수 있다. 즉, 유기성 폐기물의 환원가스화가 이루어지는 반응 공간을 확보할 수 있다.
도 11에는 본 발명의 다른 실시예에 따라 내화블럭이 결합되고 적층된 구조를 개략적으로 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
도 11을 참조하면, 상기 내화블럭은 단위 내화블럭(800), 상기 단위 내화블럭(800)의 수평단면을 2개 이상 커버하는 기초 내화블럭(900)을 포함할 수 있다. 기초 내화블럭(900)은 단위 내화블럭(800)보다 수평방향으로 길게 형성될 수 있고, 단위 내화블럭(800)은 기초 내화블럭(900)의 상부 또는 하부에 배치될 수 있다. 도 11과 같이 가장 하단부에는 기초 내화블럭(900)이 배치되어 위치를 잡고 있고, 그 상단부에 단위 내화블럭(800)이 적층되는 구조일 수 있고, 적층되면서 기초 내화블럭(900)이 단위 내화블럭(800)이 적층된 중간 중간에 적층되어 있을 수 있다. 이에 의해 보다 견고하게 내화층이 형성되도록 하면서도 고온에 의한 내화층이 크랙을 방지할 수 있다.
도 12에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 내화블럭의 사시도가 도시되어 있으며, 도 13에는 도 12의 내화블럭의 평면도가, 도 14에는 도 12의 내화블럭의 좌측면도가, 도 15에는 도 12의 내화블럭의 정면도가 도시되어 있다. 또한, 도 16에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 12의 내화블럭이 서로 결합된 구조를 개략적으로 나타낸 평면도가 도시되어 있다.
도 12 내지 16을 참조하면, 상기 내화블럭은 상기 수평면 대비 수직한 상측 방향으로 돌출되어 형성된 상측 돌출 결합부(831) 및 상기 상측 돌출 결합부(831)의 형상에 대응하는 형상으로 하측 방향에서 함몰되어 형성되고, 상기 상측 돌출 결합부(831)와 마주하는 위치에 형성된 하측 함몰 결합부(841)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
내화블럭(801)은 상측 돌출 결합부(831) 및 하측 함몰 결합부(841)에 의해 상하 방향으로 결합이 가능하여 내화블럭(801) 자체만으로 상하 방향으로 정확한 위치에 내화블럭(801)을 정렬하여 적층하도록 할 수 있으면서 고정도 할 수 있다. 즉, 내화블럭(801)의 수평방향으로 서로 마주하는 위치에 형성된 돌출 결합부(821)와 함몰 결합부(811)에 의해 수평방향으로 내화블럭(801)들을 조립할 수 있으면서, 수직방향(상하방향-적층되는 방향)으로 마주하는 위치에 형성된 상측 돌출 결합부(831) 및 하측 함몰 결합부(841) 간의 결합에 의해 수직방향으로 내화블럭(801)들을 조립할 수 있다. 이에 의해 정교하게 정렬, 결합, 및 적층되어 정확한 형상의 내화층을 형성하면서도, 매우 고온이 상태를 견디도록 할 수 있다.
상기 내화블럭(801)의 상측 돌출 결합부(831)와 하측 함몰 결합부(841)는 비제한적인 예로, 수직단면이 반원과 같은 형상일 수 있다. 즉, 수직단면의 외곽 부분이 곡선의 형상일 수 있다. 이에 의해 상부와 하부 층간 내화블럭들의 결합이 용이하도록 할 수 있다.
또한, 상기 상측 돌출 결합부(831)의 돌출되는 부분은 상기 내화블럭의 좌측단에서 우측단으로 연장되고, 상기 하측 함몰 결합부(841)의 함몰되는 부분은 상기 내화블럭의 좌측단에서 우측단으로 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이와 같이, 상측 돌출 결합부(831)와 하측 함몰 결합부(841)가 내화블럭의 좌측단에서 우측단으로 연장되어 모두 형성됨으로써, 상부와 하부 사이의 내화블럭들의 정렬을 용이하게 하고, 보다 정확한 위치에 내화블럭들이 결합되면서 위치하도록 할 수 있어 내화블럭의 적층이 보다 정렬되도록 할 수 있다.
상기 내화블럭의 수평단면상에서 외측부분과 내측부분을 양분하는 가상의 제 1선(L)을 기준으로 상기 상측 돌출 결합부(831) 및 상기 하측 함몰 결합부(841)는 상기 제 1선(L)의 외측에 위치하고, 상기 돌출 결합부(821) 및 상기 함몰 결합부(811)는 상기 제 1선(L)의 내측에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다. 따라서, 서로 돌출되거나 함몰된 부분들에 의해 내화블럭의 내구성이 약해지는 것을 보완할 수 있다. 다시 말하면, 돌출 결합부(821)와 함몰 결합부(811)에 의해 측면 방향으로 일부 돌출되고 일부 함몰된 구조, 그리고, 상측 돌출 결합부(831)와 하측 함몰 결합부(841)의 상하 방향으로 일부 돌출되고 일부 함몰된 구조가 서로 인접하게 형성되는 경우 내화블럭(801)의 내구성이 약해져 파손이 쉽게 되거나 고온에 의한 크랙이 쉽게 발생할 수 있는데, 이들이 형성되는 위치를 서로 일정 거리를 두도록 최적화함으로써 내구성이 약해지는 것을 보완할 수 있다.
도 17에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 내화블럭이 결합되고 적층된 구조를 개략적으로 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 18에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기초 내화블럭의 사시도, 즉, 도 17에 적용된 기초 내화블럭의 사시도가 도시되어 있다.
도 17 및 18을 참조하면, 내화블럭은 상기에서 설명하였다시피, 상측 돌출 결합부(831) 및 하측 함몰 결합부(841)에 의해 수직 방향으로의 위치를 정교하게 하여 내화블럭을 적층하도록 할 수 있고, 돌출 결합부(821) 및 함몰 결합부(841)에 의해 수평방향으로 정교하게 내화블럭이 놓여 지도록 할 수 있다. 이에 의해 수직방향으로 높이 내화블럭을 적층하면서 내부의 빈 공간을 형성한다 하여도 정교하게 원하는 형상(내부 빈 공간의 수평단면의 형상이 원형인)의 환원로가 형성되도록 할 수 있다.
또한, 도 18과 같이 상대적으로 면적(수평단면)이 넓은 기초 내화블럭(901)을 최하단부에 배치할 수 있다. 이는 내화층을 형성하기 위해 가장 하단부에 위치하는 기초 내화블럭(901)으로 보다 정교한 위치 설정을 위한 것이다. 기초 내화블럭(901)의 수를 최소화하여 최 하단부의 기초 내화블럭(901)간 이격된 부분을 최소화할 수 있고, 보다 견고하게 적층되는 단위 내화블럭(801)들을 지지하도록 할 수 있다.
한편, 별도로 도시하진 않았으나, 기초 내화블럭(901)은 상기에서 설명하였듯이 단위 내화블럭(801)에 의해 형성된 층과 층 사이에도 배치되어 적층되어가는 내화블럭들의 중간부분이 보다 견고하게 되도록 할 수 있다.
상기에서 설명한 내화블럭의 상측 돌출 결합부(831), 하측 함몰 결합부(842)는 단위 내화블럭(801)과 기초 내화블럭(901) 모두에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 특징에 대한 설명의 편의를 위해 내화블럭을 기초 내화블럭과 단위 내화블럭으로 구분하였으나, 상측 돌출 결합부와 하측 함몰 결합부 또한, 돌출 결합부 및 함몰 결합부는 이들 모두에 적용 가능하다.
한편, 본 발명은 환원 가스화 처리 장치를 제공하며, 이하에서는 다시 도 1을 참조하여 본 발명의 환원 가스화 처리 장치에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 환원 가스화 처리 장치(1)는 유기성 폐기물을 환원로에서 환원 가스화 하여 처리하는 환원 가스화 처리 장치에 있어서, 유기성 폐기물을 환원 가스화 하는 환원로(200), 상기 환원로(200)에 유기성 폐기불을 분쇄하여 환원로에 투입하는 원료제공부(100), 상기 환원로(200)에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하는 합성가스 제공부(310, 320) 및 상기 환원로(200)에서 환원처리되어 배출된 혼합가스를 정제하는 정제부(500)를 포함하되, 상기 환원로는 상기에서 설명한 본 발명의 환원로인 것을 특징으로 한다.
상기 원료제공부(100)는 유기성 폐기물이 환원로(200)에서 반응하여 환원 가스화 되기 쉽도록 작은 크기로 분쇄 및 환원로(200)로 이송하는 기능을 한다. 또한, 상기 합성가스 제공부(310, 320)는 수소와 산소를 포함하는 합성가스를 제공하면서 상기 합성가스가 주입되는 환원로(200)의 3개 이상의 합성가스 공급부(211)에서는 버너에 의해 연소반응이 일어나 환원로(200)의 반응로(C)내부 빈공간을 상기에서 언급한 고온의 온도로 상승시키도록 하며, 이에 의해 유기성 폐기물이 환원 가스화되도록 할 수 있다.
한편, 환원 가스화되어 배출부(215)를 통해 배출된 혼합가스는 정제부(500)에 의해 정제되어 메탄올 등의 재사용이 가능한 원료와 소금 등으로 분리될 수 있으며, 리사이클링부(600)를 통해 메탄올 등의 원료 등은 재사용되거나 다른 산업용 원료로 사용될 수 있고, 수처리부(700)에 의해 소금 등은 분리될 수 있다. 또한, 환원 가스화 하는 단계에서 미환원된 잔류물, 예를 들어, 금속이나 광물 등은 배출부(215)를 통해 잔류물 처리부(400)로 이송될 수 있고, 잔류물 처리부(400)에서 처리된 금속이나 광물 등은 적절히 필요한 곳으로 재사용될 수 있다. 한편, 상기에서 설명한 잔류물 처리부(400), 정제부(500), 리사이클링부(600), 수처리부(700) 등은 당해 기술분야에 널리 알려져 있는바 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
별도로 도시하진 않았으나, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 배출부(215)에는 합성가스 제공부로부터 제공받은 합성가스를 버너에 의해 재가열함에 의해 혹시나 발생할 수 있는 미 환원 처리된 미세먼지 등을 보다 확실하게 환원 가스화하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기에서 설명한 환원 가스화 처리 장치를 이용한 환원 가스화 처리 시스템을 제공하며, 상기 환원 가스화 처리 시스템은, 환원로에 유기성 폐기물 원료를 투입하는 단계, 상기 환원로에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하고 1300℃ 이상 내지 2000℃ 이하의 온도로 가열하여 상기 유기성 폐기물을 환원 가스화 하는 단계, 및 상기 환원 가스화 하는 단계에서 환원처리된 혼합가스를 배출하여 정제하는 단계를 포함하되, 상기 환원로는 상기에서 설명한 본 발명의 환원로인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 환원 가스화 처리 장치를 이용한 환원 가스화 처리 시스템은 매우 고온의 환경에서 고온에 의한 균열 등에 의해 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 최적의 환원로 조건들에 의해 1300℃ 이상 내지 2000℃ 이하의 온도에서 유기성 폐기물을 환원 가스화할 수 있어, 실질적으로 100%에 가깝도록 유기성 폐기물을 환원 가스화하고 재사용이 가능하도록 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 환원 가스화 처리 장치
100: 원료제공부
200: 환원로
211: 합성가스 공급부
213: 유기성 폐기물 투입구
214: 잔류물 배출부
215: 혼합가스 배출부
220, 221, 222: 내화층
230: 제 1공기층
240: 제 1단열층
250: 제 2공기층
260: 제 2단열층
270: 제 3공기층
280: 외벽
310, 320: 합성가스 제공부
400: 잔류물 처리부
500: 정제부
600: 리사이클링부
700: 수처리부
800, 801: 내화블럭
810, 811: 함몰 결합부
820, 821: 돌출 결합부
831: 상측 돌출 결합부
841: 하측 함몰 결합부
900, 901: 기초 내화블럭
910, 911: 기초 내화블럭의 함몰 결합부
920, 921: 기초 내화블럭의 돌출 결합부
931: 기초 내화블럭의 상측 돌출 결합부
C: 반응로
100: 원료제공부
200: 환원로
211: 합성가스 공급부
213: 유기성 폐기물 투입구
214: 잔류물 배출부
215: 혼합가스 배출부
220, 221, 222: 내화층
230: 제 1공기층
240: 제 1단열층
250: 제 2공기층
260: 제 2단열층
270: 제 3공기층
280: 외벽
310, 320: 합성가스 제공부
400: 잔류물 처리부
500: 정제부
600: 리사이클링부
700: 수처리부
800, 801: 내화블럭
810, 811: 함몰 결합부
820, 821: 돌출 결합부
831: 상측 돌출 결합부
841: 하측 함몰 결합부
900, 901: 기초 내화블럭
910, 911: 기초 내화블럭의 함몰 결합부
920, 921: 기초 내화블럭의 돌출 결합부
931: 기초 내화블럭의 상측 돌출 결합부
C: 반응로
Claims (13)
- 유기성 폐기물을 환원 가스화 처리하는 환원로에 있어서,
상기 유기성 폐기물에 환원반응이 이루어지도록 내부에 빈공간을 포함하는 반응로;
상기 유기성 폐기물을 상기 반응로에 공급하는 하나 이상의 유기성 폐기물 투입구;
상기 반응로에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하는 3개 이상의 합성가스공급부; 및
상기 반응로 상단에 위치하고 환원처리된 혼합가스를 배출하는 혼합가스 배출부;를 포함하되,
상기 반응로는 상기 빈공간을 둘러싸도록 내측에서 외측으로 갈수록 형성된 내화층, 제 1단열층 및 제 2단열층과, 상기 내화층과 상기 제 1단열층 사이의 제 1공기층, 상기 제 1단열층과 상기 제 2단열층 사이의 제 2공기층, 상기 내화층과 상기 제 1단열층 사이에 위치하는 제 1온도센서, 상기 제 1단열층과 상기 제 2단열층 사이에 위치하는 제 2온도센서 및 상기 제 2단열층 외측에 위치하는 제 3온도센서를 포함하고,
상기 내화층은 산화알루미늄(Al2O3)을 99.5중량% 내지 99.9중량%의 범위로 포함하고,
상기 제 1단열층은 산화알루미늄(Al2O3)을 75중량% 내지 85중량%의 범위로 포함하고,
상기 반응로 내부 빈공간의 직경은 200㎜ 내지 300㎜의 범위이고, 높이는 2100㎜ 내지 3000㎜의 범위이며,
상기 내화층은 복수개의 내화블럭을 포함하고, 상기 내화층은 상기 복수개의 내화블럭이 내부의 빈공간을 둘러싸도록 형성되며,
상기 내화블럭은 수평면에서 측면방향으로 돌출되어 형성된 돌출 결합부; 상기 돌출 결합부의 형상에 대응하는 형상으로 수평면에서 측면방향에서 함몰되어 형성되고, 상기 돌출 결합부와 마주하는 위치에 형성된 함몰 결합부; 상기 수평면 대비 수직한 상측 방향으로 돌출되어 형성된 상측 돌출 결합부; 및 상기 상측 돌출 결합부의 형상에 대응하는 형상으로 하측 방향에서 함몰되어 형성되고, 상기 상측 돌출 결합부와 마주하는 위치에 형성된 하측 함몰 결합부;를 포함하고,
상기 내화블럭의 수평단면상에서 외측부분과 내측부분을 양분하는 가상의 제 1선을 기준으로 상기 상측 돌출 결합부 및 상기 하측 함몰 결합부는 상기 제 1선의 외측에 위치하고, 상기 돌출 결합부 및 상기 함몰 결합부는 상기 제 1선의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 환원로. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 돌출 결합부의 돌출되는 부분은 상기 내화블럭의 하단부에서 상단부로 연장되고,
상기 함몰 결합부의 함몰되는 부분은 상기 내화블럭의 하단부에서 상단부로 연장되고,
상기 상측 돌출 결합부의 돌출되는 부분은 상기 내화블럭의 좌측단에서 우측단으로 연장되고,
상기 하측 함몰 결합부의 함몰되는 부분은 상기 내화블럭의 좌측단에서 우측단으로 연장되는 것을 특징으로 하는 환원로. - 제 1항에 있어서,
상기 내화블럭은 단위 내화블럭, 상기 단위 내화블럭의 수평단면을 2개 이상 커버하는 기초 내화블럭을 포함하고,
상기 단위 내화블럭은 상기 기초 내화블럭의 상부 또는 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 환원로. - 유기성 폐기물을 환원로에서 환원 가스화 하여 처리하는 환원 가스화 처리 장치에 있어서,
유기성 폐기물을 환원 가스화 하는 환원로;
상기 환원로에 유기성 폐기불을 분쇄하여 환원로에 투입하는 원료제공부;
상기 환원로에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하는 합성가스 제공부; 및
상기 환원로에서 환원처리되어 배출된 혼합가스를 정제하는 정제부;를 포함하되,
상기 환원로는 상기 제 1항, 제 10항 및 제 11항 중 어느 한 항의 환원로인 것을 특징으로 하는 환원 가스화 처리 장치. - 환원로에 유기성 폐기물 원료를 투입하는 단계;
상기 환원로에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하고 1300℃ 이상 내지 2000℃ 이하의 온도로 가열하여 상기 유기성 폐기물을 환원 가스화 하는 단계; 및
상기 환원 가스화 하는 단계에서 환원처리된 혼합가스를 배출하여 정제하는 단계;를 포함하되,
상기 환원로는 상기 제 1항, 제 10항 및 제 11항 중 어느 한 항의 환원로인 것을 특징으로 하는 환원 가스화 처리 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190024811A KR102007813B1 (ko) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190024811A KR102007813B1 (ko) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102007813B1 true KR102007813B1 (ko) | 2019-10-21 |
Family
ID=68460160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190024811A KR102007813B1 (ko) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102007813B1 (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102296662B1 (ko) * | 2021-06-21 | 2021-09-02 | 주식회사 우석이엔씨건축사사무소 | 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 |
| KR102499082B1 (ko) * | 2022-11-15 | 2023-02-14 | 주식회사 우석이엔씨 | 합성가스 생산을 위한 열분해·가스화 시스템 및 장치 |
| KR20230088548A (ko) | 2021-12-10 | 2023-06-20 | 김상민 | 폐기물 유도 가열로 |
| KR20230088549A (ko) | 2021-12-10 | 2023-06-20 | 김상민 | 폐기물 유도 가열로 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0147900B1 (ko) * | 1995-12-22 | 1998-08-01 | 이종훈 | 고온 가압 분류층 반응장치 |
| JP2006509995A (ja) * | 2002-03-18 | 2006-03-23 | ジーイー・エナジー・ユーエスエー・エルエルシー | ガス化装置内の熱電対のための保護キャップ |
| KR101038465B1 (ko) * | 2010-06-15 | 2011-06-01 | 김현영 | 열분해 개질기 |
| KR101229220B1 (ko) | 2011-05-11 | 2013-02-01 | 전주대학교 산학협력단 | 폐기물 가스화처리장치 |
| JP2016505666A (ja) * | 2012-12-10 | 2016-02-25 | サザン カンパニー | 段階的ガス化における第２段ガス化装置 |
| KR101704767B1 (ko) * | 2016-05-12 | 2017-02-09 | 에코트리젠 주식회사 | 열분해가스 순환구조를 갖는 가스화장치 |
-
2019
- 2019-03-04 KR KR1020190024811A patent/KR102007813B1/ko active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0147900B1 (ko) * | 1995-12-22 | 1998-08-01 | 이종훈 | 고온 가압 분류층 반응장치 |
| JP2006509995A (ja) * | 2002-03-18 | 2006-03-23 | ジーイー・エナジー・ユーエスエー・エルエルシー | ガス化装置内の熱電対のための保護キャップ |
| KR101038465B1 (ko) * | 2010-06-15 | 2011-06-01 | 김현영 | 열분해 개질기 |
| KR101229220B1 (ko) | 2011-05-11 | 2013-02-01 | 전주대학교 산학협력단 | 폐기물 가스화처리장치 |
| JP2016505666A (ja) * | 2012-12-10 | 2016-02-25 | サザン カンパニー | 段階的ガス化における第２段ガス化装置 |
| KR101704767B1 (ko) * | 2016-05-12 | 2017-02-09 | 에코트리젠 주식회사 | 열분해가스 순환구조를 갖는 가스화장치 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102296662B1 (ko) * | 2021-06-21 | 2021-09-02 | 주식회사 우석이엔씨건축사사무소 | 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 |
| KR20230088548A (ko) | 2021-12-10 | 2023-06-20 | 김상민 | 폐기물 유도 가열로 |
| KR20230088549A (ko) | 2021-12-10 | 2023-06-20 | 김상민 | 폐기물 유도 가열로 |
| KR102499082B1 (ko) * | 2022-11-15 | 2023-02-14 | 주식회사 우석이엔씨 | 합성가스 생산을 위한 열분해·가스화 시스템 및 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102007813B1 (ko) | 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 및 유기성 폐기물의 환원 가스화 처리 시스템 | |
| KR101389675B1 (ko) | 통합 처리 구역이 있는 탄소 변환 장치 | |
| Moustakas et al. | Solid waste management through the application of thermal methods | |
| JP2004526656A5 (ko) | ||
| CN102041098B (zh) | 一种固定床熔渣气化炉 | |
| BRPI0617386A2 (pt) | dispositivo de gaseificaÇço por um plasma tÉrmico de matÉria para a geraÇço de um gÁs de sÍntese de alta qualidade e processo de gaseificaÇço de matÉria | |
| AU2010295247B2 (en) | Process and apparatus for removal of volatile organic compounds from a gas stream | |
| TWI468626B (zh) | A method of supplying air for combustion of a vertical incinerator, and a vertical waste incinerator | |
| JP2006300501A5 (ko) | ||
| KR102296662B1 (ko) | 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 | |
| JP2003525517A (ja) | 廃棄物を処理する方法および装置 | |
| US11788021B2 (en) | Reactor and process for gasifying and/or melting of feed materials | |
| WO1997049954A1 (fr) | Procede de brulage/fusion pour four de fusion des dechets | |
| JP6888786B2 (ja) | 小型焼却溶融炉 | |
| EP3390909B1 (en) | Compact burner with both fuel and combustive air regeneration | |
| EP2657321B1 (en) | Gasogen for the production of gases for external combustion in boilers which use said gases and the process to improve the treatment of biomass by means of the gasogen | |
| WO2012066179A1 (en) | Method and furnace for incinerating solid fuel | |
| KR101260602B1 (ko) | 회전식 열분해 용융로가 구비된 폐기물 열분해 용융로 | |
| KR20110000555A (ko) | 플라즈마 용융을 이용한 다중구역 탄소 변환 시스템 | |
| JP4345043B2 (ja) | 塵芥のガス化溶融炉 | |
| US6571721B1 (en) | Ash melting apparatus | |
| KR200409442Y1 (ko) | 소각로의 1차 연소실 내화축로형 구조 | |
| JP4871005B2 (ja) | 熱改質装置及び熱分解ガス化改質設備 | |
| JP5059381B2 (ja) | ガス化溶融炉の底壁の施工方法及び底壁用プレキャストブロックの組合せユニット | |
| KR20070026568A (ko) | 폐기물 용융로의 송풍구 구조 및 가연성 더스트의 취입방법 |