KR102153478B1 - System for onboard treatment of ocean waste - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해양폐기물의 선상 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for on-board treatment of marine waste.
해양폐기물은 연안 해역의 산업단지 확대와 도시화에 따른 각종 쓰레기의 배출 증가로 인해 연안의 환경 및 해양 생태계를 파괴하고 있으며 해상 안전 등의 문제점을 유발시킨다. 일반적으로, 해양폐기물의 일부는 수거되어 매립 및/또는 소각 방식 등으로 처리되지만, 대부분의 해양폐기물은 해상 부유되거나 해저면 침적 상태로 방치되고 있는게 현실이다.Marine waste is destroying the coastal environment and marine ecosystem due to the increase in the discharge of various kinds of garbage due to the expansion of industrial complexes in the coastal waters and urbanization, and causes problems such as marine safety. In general, some of the marine waste is collected and disposed of by landfill and/or incineration, but most of the marine waste is floating on the sea or left in a state of deposition on the sea floor.
또한, 해양폐기물의 소각 처리 설비는 해양폐기물의 수거 현장에서 떨어져 있는 육상에 설치되는 것이 일반적이기 때문에 해양폐기물의 처리를 위해 상당한 처리 시간과 운송 비용을 부담해야 한다.In addition, since the marine waste incineration treatment facility is generally installed on land away from the marine waste collection site, considerable treatment time and transportation costs are required for the treatment of marine waste.
이에, 특허문헌 1에서는 동력 혹은 무동력 선박에 소각로 시설을 설치하여 선상에서 폐기물을 소각시킬 수 있도록 구성된 폐기물 소각선을 제안하고 있다. 하지만, 해양폐기물은 일반 쓰레기와 달리 염분을 함유하고 있어 이를 제거하지 않을 경우 염분으로 인해 염소 가스의 발생과 소각로 시설의 부식 등의 사항 등을 고려해야 한다.Accordingly, Patent Document 1 proposes a waste incineration vessel configured to incinerate waste on board by installing an incinerator facility on a powered or non-powered ship. However, unlike general waste, marine waste contains salt, and if it is not removed, considerations such as generation of chlorine gas and corrosion of incinerator facilities due to salt must be considered.
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 해양폐기물을 선박에서 자급자족 방식으로 일괄처리할 수 있는 선상 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was created to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide an onboard treatment system capable of collectively processing marine waste in a self-sufficient manner in a ship.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양폐기물의 선상 처리 시스템은 해양폐기물을 선박으로 인양하는 인양 유닛과; 해양폐기물을 소정의 길이로 절단하는 절단 유닛; 해양폐기물에서 염분과 수분을 제거하는 탈염 유닛; 탈염·탈수된 해양폐기물을 압출성형하여 고형연료로 제작하는 압출 성형 유닛; 고형연료를 가스화하여 완전연소를 유도하도록 선상에 배치된 가스화 연소 유닛; 가스화 연소 유닛에 열원으로 전력을 생산하는 발전 유닛; 및 고형연료를 보관하는 고형연료 저장 챔버;를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a system for treating marine waste on board according to a preferred embodiment of the present invention includes a lifting unit for lifting marine waste to a ship; A cutting unit for cutting marine waste into a predetermined length; A desalination unit for removing salt and moisture from marine waste; Extrusion molding unit for producing solid fuel by extrusion molding desalted and dehydrated marine waste; A gasification combustion unit disposed on a ship to induce complete combustion by gasifying solid fuel; A power generation unit that generates electric power as a heat source to the gasification combustion unit; And a solid fuel storage chamber for storing solid fuel.
바람직하기로, 본 발명은 해수 담수화 유닛을 추가로 포함할 수 있다.Preferably, the present invention may further comprise a seawater desalination unit.
절단 유닛은 폐어망, 로프와 같은 장척물 뿐만 아니라 부드러운 재질의 해양폐기물도 확실하게 절단할 수 있는 장척물 커터를 구비할 수 있다.The cutting unit may be provided with a long cutter capable of reliably cutting not only long items such as waste fishing nets and ropes, but also soft material marine waste.
본 발명의 실시예에서, 탈염 유닛은 염분을 제거하는 세척부와 수분을 제거하는 건조부를 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the desalination unit may include a washing unit to remove salt and a drying unit to remove moisture.
압출 성형 유닛은 탈염·탈수된 해양폐기물을 탈염 유닛으로부터 하류로 안내하는 이송 컨베이어와; 탈염·탈수된 해양폐기물을 압출하는 압출 챔버; 압출성형된 해양폐기물을 롤 형태로 권취하는 롤링 성형기; 및 롤링 형성기 후단측에 배치되고, 롤링 형태로 성형된 고형연료의 외주면을 베일로 감싸는 베일링기;를 포함할 수 있다.The extrusion molding unit includes a transfer conveyor for guiding desalted and dehydrated marine waste downstream from the desalting unit; An extrusion chamber for extruding desalted and dehydrated marine waste; Rolling molding machine for winding the extruded marine waste into a roll shape; And a baling machine disposed at the rear end of the rolling forming machine and wrapping the outer circumferential surface of the solid fuel molded in a rolling form with a bale.
특별하기로, 본 발명은 해양폐기물로 성형된 고형연료의 완전연소를 구현하기 위한 가스화 연소 유닛을 구비하는데, 여기서 가스화 연소 유닛은 고형연료를 가스화하여 합성가스를 생성하는 가스화로와; 고온 환경 하에서 합성가스를 가열하는 버너로; 버너로의 열원으로 합성가스를 완전연소하는 연소로; 연소로의 연소열을 이용하여 고온/고압 상태의 증기를 발전 유닛으로 공급하는 스팀 보일러; 및 연소로에서 배출될 배기가스를 냉각하는 급냉각탑;을 포함할 수 있다.In particular, the present invention includes a gasification combustion unit for realizing complete combustion of solid fuel formed from marine waste, wherein the gasification combustion unit comprises a gasifier for gasifying the solid fuel to generate syngas; With a burner that heats the syngas under a high temperature environment; A combustion furnace for completely burning syngas as a heat source for the burner; A steam boiler that supplies high-temperature/high-pressure steam to the power generation unit using the combustion heat of the combustion furnace; And a rapid cooling tower for cooling exhaust gas to be discharged from the combustion furnace.
추가로, 가스화 연소 유닛은 스팀 보일러로 공급될 연수를 저장하는 연수 탱크와, 가스화로와 급냉각탑으로 공급될 담수를 저장하는 공정수 탱크를 추가로 포함할 수 있다.Additionally, the gasification combustion unit may further include a soft water tank for storing soft water to be supplied to the steam boiler, and a process water tank for storing fresh water to be supplied to the gasifier and the quenching tower.
본 발명은 가스화 연소 유닛의 연소 과정에서 발생될 고형연료의 부산물을 슬래그로 가공하는 부산물 용융 유닛을 추가로 포함할 수 있다.The present invention may further include a by-product melting unit for processing a by-product of solid fuel to be generated in the combustion process of the gasification combustion unit into slag.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted in a conventional and dictionary meaning, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to describe his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 해양폐기물을 고형연료화하여 고온 분위기 하에서 환경 유해물질을 완전히 제거할 수 있는 선상 처리 시스템을 제공한다.According to the above description of the present invention, the present invention provides a shipboard treatment system capable of completely removing environmentally hazardous substances in a high temperature atmosphere by converting marine waste into solid fuel.
특히, 본 발명은 해상에서 이동 중이거나 정박 중에도 해양폐기물을 일괄처리하여 해양폐기물의 재활용/자원화할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 더불어서, 본 발명은 연소과정에서 발생되는 폐열을 회수하여 용수와 전력을 자급자족할 수 있도록 설계되어 장시간 선박의 운행을 가능하게 돕는다.In particular, the present invention is configured so that marine waste can be recycled/resourced by batch processing of marine waste while moving at sea or at anchor. In addition, the present invention is designed to be self-sufficient in water and power by recovering waste heat generated in the combustion process, thereby helping to operate a ship for a long time.
본 발명은 연근해뿐만 아니라 원양에 상주하면서 해양폐기물을 현장에서 친환경적이고 독립적으로 자급자족하면서 장시간에 걸쳐서 처리할 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage of being able to treat marine waste over a long period of time while residing in the offshore as well as offshore, environmentally friendly and independently self-sufficient in the field.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양폐기물의 선상 처리 시스템을 도해한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양폐기물의 선상 처리 시스템에 적용된 압출 성형 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양폐기물의 선상 처리 시스템에 적용된 가스화 연소 유닛을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 가스화 연소 유닛을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양폐기물의 선상 처리 시스템의 구성도이다. 1 is a schematic diagram illustrating a system for on-board treatment of marine waste according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing an extrusion unit applied to a system for treating marine waste on board according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a plan view schematically showing a gasification combustion unit applied to the onboard treatment system of marine waste according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a side view schematically showing the gasification combustion unit shown in FIG. 3.
5 is a block diagram of a system for on-board treatment of marine waste according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 첨부 도면에 있어서, 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and embodiments in connection with the accompanying drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing in the present specification, it should be noted that, even though they are indicated on different drawings, only the same elements are to have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In this specification, terms such as first and second are used to distinguish one component from other components, and the component is not limited by the terms. In the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 동력 혹은 무동력 선박에서 직접 해양폐기물을 수거, 전처리, 소각, 발전 등을 통해 해양폐기물을 단순히 처리하는 개념에서 벗어나, 장시간 자급자족하면서 독립적으로 일괄처리할 수 있도록 설계되어 있는 선상 처리 시스템에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 해수 담수화도 가능하게 구성되어 있다.The present invention goes beyond the concept of simply disposing of marine waste through collection, pretreatment, incineration, power generation, etc., directly from a powered or non-powered ship, to a shipboard treatment system that is designed to be self-sufficient for a long time and independently batch-process. About. In addition, the present invention is configured to enable seawater desalination.
또한, 본 발명은 자항능력을 갖춘 선박 혹은 배 뿐만 아니라 자항능력이 없은 바지선 등에도 충분히 설치가능하다. In addition, the present invention can be sufficiently installed not only on ships or ships with self-navigation capability, but also on barges without self-navigation capability.
도 1 내지 도 5를 참조로 하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해양폐기물의 선상 처리 시스템(이하 선상 처리 시스템)은 인양 유닛(10)과, 절단 유닛(20), 탈염 유닛(30), 압출 성형 유닛(40), 가스화 연소 유닛(50), 발전 유닛(60), 고형연료 저장 챔버(70), 부산물 저장 챔버(80), 및 부산물 용융 유닛(90)으로 이루어진다. 덧붙여서, 본 발명은 해수 담수화 유닛(100)과 해수 담수화 유닛(100)에서 정화된 담수를 저장하기 위한 담수 저장 챔버(110)를 포함한다. 1 to 5, the onboard treatment system of marine waste according to a preferred embodiment of the present invention (hereinafter, onboard treatment system) includes a
본 발명의 실시예에서, 해상에서 포집된 해양폐기물은 선박에 배치된 인양 유닛(10), 예컨대 인양 크레인을 통해 선박으로 인양·수거하여 집하될 수 있다. 인양 유닛(10)은 해상 또는 육상에서 해양폐기물을 파지하여 선박으로 이송한다.In an embodiment of the present invention, marine waste collected at sea may be picked up and collected by a ship through a
도시된 바와 같이, 본 발명은 하나 이상의 인양 유닛(10)을 선박의 선수부와 선미부에 배치하여 여러 지점에서 해양폐기물을 선박에 탑재시킬 수 있다.As shown, in the present invention, by arranging one or
본 발명은 인양 유닛(10)으로 선상에 인양된 해양폐기물을 소정의 길이로 절단하는 절단 유닛(20)을 구비한다. 절단 유닛(20)은 폐어망, 로프와 같은 장척물(長尺物) 형태의 해양폐기물을 전술된 바와 같이 소정의 길이로 절단하여 후단 설비로의 용이한 이송을 가능하게 하며, 별도의 선별 공정없이도 물리·화학적 처리 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다. 바람직하기로, 절단 유닛(20)은 부드러운 재질의 해양폐기물도 절단가능한 커터를 구비할 수 있다. The present invention includes a
널리 알려져 있듯이, 해양폐기물은 염수로 인해 염도와 함수율이 높다. 이에, 본 발명은 해양폐기물로부터 염분과 수분을 제거할 수 있는 탈염 유닛(30)을 구비한다. As is widely known, marine waste has a high salinity and moisture content due to brine. Accordingly, the present invention includes a
구체적으로, 탈염 유닛(30)은 절단 유닛(20)에 의해 소정의 길이로 절단된 해양폐기물에 함유된 염분을 제거하는 세척부(30a)와, 염분을 제거한 해양폐기물을 탈수하는 건조부(30b)를 구비한다. 해양폐기물에 함유된 염분은 본 발명의 선상 처리 시스템 내에 각 구성부재들을 부식시킬 수 있으며, 압출성형 후에 고형연료의 균열 발생, 염소 가스의 발생 등의 문제점을 유발시킬 수 있다. 이에, 본 발명은 후술될 해수 담수화 유닛(100)에서 정화처리된 담수를 세척부(30a)에 공급하여 담수로 해양폐기물에 함유된 염분을 제거한다. 세척부에서는 해양폐기물에 담수를 분사하거나 저장된 담수에 해양폐기물을 침강시켜 탈염 공정을 실시할 수 있으며, 이에 국한되지 않고 다양한 방식으로 탈염 공정을 구현할 수도 있다. 염분을 제거한 고함수율의 해양폐기물은 예컨대 컨베이어를 통해 터널 타입의 건조부(30b) 내로 강제로 안내되어 이송되는데, 건조부를 통과하면서 가열 또는 건조 등의 탈수 방식을 동원하여 해양폐기물로부터 수분을 확실하게 제거할 수 있다. 만약 고함수율의 해양폐기물이 가스화 연소 유닛(50)으로 직접 유입되면, 연소 과정에서 해양폐기물의 건조에 상당한 에너지가 소모될 수밖에 없을 것이다. 선택가능하기로, 건조부(30b)는 가스화 연소 유닛(50)의 연돌을 통해 대기 중으로 배출되는 고온의 배기가스에 있는 폐열을 열원으로 사용할 수 있다.Specifically, the
본 발명은 탈염·탈수된 해양폐기물을 운송 및/또는 보관의 편이성을 제공하기 위해 압출 성형 유닛(40)으로 압출성형하는바, 압출 성형 유닛(40)의 압출 성형 과정을 거쳐 탈염·탈수된 해양폐기물을 연료화되게, 예컨대 고형연료로 제조함으로써 가스화 연소 유닛(50)의 연소로(50d)에 유입되어 해양폐기물의 소각 효율을 향상시킬 수 있으며 선박 내에서 화석연료의 대체연료로 활용성을 높일 수 있다. In the present invention, the desalted and dehydrated marine waste is extruded with an
해수면에 부유하는 해양폐기물의 전체 부피 중 90%는 플라스틱재질로 제작된 제품으로 이루어지는데, 당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이 이러한 해양폐기물을 절단하고 합착시켜 고형연료 형태로 연료화할 수 있다.90% of the total volume of marine waste floating on the sea level is made of a product made of plastic material, and as widely known to those skilled in the art, such marine waste can be cut and bonded to fuel in the form of solid fuel.
압출 성형 유닛(40)은 건조처리된 해양폐기물에 수분의 접촉 기회를 최소화하기 위해 선체의 내부 일부를 구획한 고형연료 저장 챔버(70) 내에 배치할 수 있다. 압출 성형 유닛은 탈염 유닛(30)을 거치면서 탈염·탈수된 해양폐기물의 유입을 돕는 이송 컨베이어(40a)와, 이송 컨베이어(40a)와 압출 챔버(40c) 사이에 개재되어 탈염·탈수된 해양폐기물을 압출 챔버로 안내하는 이송 컨베이어 투입기(40b), 탈염·탈수된 해양폐기물을 압출하여 감용화(減容化)하는 압출 챔버(40c), 및 압출성형된 해양폐기물을 롤(roll) 형태로 권취하는 롤링 성형기(40d)를 구비한다. 여기서, 압출 챔버는 공압식, 바람직하기로 유압식으로 작동될 수 있다. 덧붙여서, 압출 성형 유닛(40)은 롤링 성형기(40d) 후단측에 베일링기(40e;veiling)를 포함하여 롤링 성형된 고형연료의 외주면을 베일로 감싸 지속적으로 롤링 상태로 유지될 수 있도록 한다. 해양폐기물은 압출 성형 유닛(40)의 압출 성형으로 1/2 ~ 1/3 정도로 부피를 저감시킬 수 있다. 선택가능하기로, 베일은 가연성 재질로 이루어져 고형연료의 연소 효율을 향상시킬 수 있다.The
고형연료의 재료로 사용될 탈염·탈수처리된 해양폐기물은 압출 성형 유닛(40) 내에서 압출 성형될 수 있으며, 커터를 갖춘 절단 유닛(20)에 의해 압출 성형 공정 전에 해양폐기물을 절단할 수도 있다.The desalted and dewatered marine waste to be used as a material for solid fuel may be extrusion-molded in the
고형연료는 선내(船內)의 고형연료 저장 챔버(70)에 저장·보관되고, 리프트(lift;미도시)를 수단으로 하여 선상에 배설된 가스화 연소 유닛(50)으로 공급될 수 있다.The solid fuel is stored and stored in the solid
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선상 처리 시스템은 선체 내에서 해양폐기물을 고형연료로 연료화하고 이를 고온 분위기 하에서 가스화 연소시켜 환경 유해물질을 완전히 제거하는 동시에 증기를 발생시켜 발전(發電)가능하도록 가스화 연소 유닛(50)을 구비하는데, 도시된 바와 같이 배기가스 등의 원활한 배출과 연소시 필요한 공기의 원활한 공급을 위해 가스화 연소 유닛을 선상에 배치하도록 한다. 본 발명의 명세서에 참조 문헌으로 병합되는 대한민국 등록번호 제10-1788165, 동 제10-1924345호는 폐기물을 합성가스화하여 연소로에서 완전연소가능하도록 구성된 가스화 연소장치를 개시하고 있다. The onboard treatment system according to a preferred embodiment of the present invention converts marine waste into solid fuel in the hull and gasifies and burns it in a high-temperature atmosphere to completely remove environmentally hazardous substances and at the same time generate steam to generate gasification and combustion. The
가스화 연소 유닛(50)은 압출 성형 유닛(40) 또는 고형연료 저장 챔버(70)로부터 안내된 고형연료를 투입구(50b)로 공급받아 가스화하여 합성가스로 생성하는 가스화로(50a); 하류에 배치된 연소로(50d)를 고온 분위기 하에서 구동될 수 있도록 연소로의 내부 설정 온도를 제어하는 한편 가스화로(50a)에서 생성된 합성가스를 연소로로 안내할 수 있게 가스화로와 연소로 사이에 배치된 버너로(50c); 버너로의 열원을 이용하여 합성가스를 연소로용 압입팬(50d')에서 공급된 연소용 공기와 혼합되어 연소하는 연소로(50d); 연소로 하류에 배치되고, 연소로(50d) 내에서 발생되는 연소열을 회수하여 물을 증기로 가열하고 고온/고압의 증기를 발전 유닛(60)으로 공급하는 스팀 보일러(50e); 배기가스를 냉각하는 급냉각탑(50f); 등을 포함한다. 더욱이, 급냉각처리된 배기가스는 유인 팬(50h)의 구동으로 백필터(50g)와 연돌(50i)로 안내되어 대기 중으로 배출될 수 있다.The
선택가능하기로, 본 발명은 후술될 해수 담수화 유닛(100)으로 생성된 담수를 저장하는 공정수 탱크(50k)를 가스화 연소 유닛(50) 내에 배치할 수 있다. 공정수 탱크(50k)는 가스화로(50a) 및/또는 급냉각탑(50f)에 수냉용으로 공급할 수도 있다. 또한, 본 발명은 가스화 연소 유닛(50) 내에 연수 탱크(50j)를 배치한다. 연수 탱크(50j)에 저장된 연수(軟水)는 스팀 보일러(50e)에 공급될 수 있으며, 스팀 보일러와 스팀 터빈 사이에 배관된 관로 내에 스케일(scale)의 형성을 억제시킬 수 있다. 연수는 연수 제조기(50n)를 수단으로 하여 해수 담수화 유닛(100)에 의해 생성된 담수를 개질하여 본 발명에 따른 선상 처리 시스템에 공급할 수 있다. Optionally, the present invention may arrange a
또한, 가스화 연소 유닛(50)은 가스화로(50a), 버너로(50c), 연소로(40d) 등에 연소 공정에 사용될 연료 탱크(50m)를 포함하고 있다.Further, the
구체적으로, 가스화로(50a)는 해양폐기물로 구성된 고형연료를 열분해하여 합성가스와 소각재(부산물)를 생성하여 배출하는데, 합성가스는 가스화로용 압입팬(50a')에서 공급되는 공기를 통해 하류에 배치된 버너로(50c)를 향해 강제로 안내된다. 도시된 바와 같이, 가스화 연소 유닛(50)은 하나 이상의 가스화로(50a)를 구비할 수 있으며, 투입장치(50b)에 의해 각 가스화로에 일괄투입방식으로 고형연료를 장입할 수 있다. 가스화로(50a)는 그 내부에 고형연료의 이동을 돕는 별도의 구동수단을 구비하지 않아 가스화로의 내부 구성을 단순화시킬 수 있으며 이는 소각 후 부산물의 낙하에 영향을 미치지 않는다. 전술되었듯이, 가스화로의 내부 구성은 매우 단순화되어 있기 때문에, 해양폐기물에 포함된 불연성재질의 캔, 병 등이 포함되어 있어도 가스화로의 저부에 낙하될 수 있다. 가스화 이후에, 부산물(ash)은 가스화로(50a)의 저부에 쌓이에 되고, 가스화로 아래에 배치된 부산물 저장조(50p)로 포집된 다음에 부산물 저장 챔버(80)로 안내된다. Specifically, the
버너로(50c)는 고온의 연소로 내에서 연소를 활성하기 하기 위해 연소로(50d)와 일체로 형성될 수 있으며, 연소로용 압입팬(50d')과 유체연통되어 연소용 공기와 합성가스를 혼합하여 연소로로 공급할 수도 있다. The
선택가능하기로, 가스화 연소 유닛(50)은 연소로(50d) 내에서 완전연소가능하도록 고온 환경을 조성하는데, 이 폐열은 부산물 용융 유닛(90)으로 공급되어 열원으로 재활용가능하다. 가스화 연소 유닛은 해양폐기물을 완전연소하여 미연소분진, 일산화탄소, 다이옥신, 질소산화물, 황산화물 등의 유해성 가스의 배출을 억제시킬 수 있다. Optionally, the
참고로, 도 3 내지 도 4에 개략적으로 도해된 가스화 연소 유닛(50)은 본 발명의 이해를 돕기 위해 각 구성부재들 간에 배관을 생략하였고, 도 4에서는 스팀보일러(50e)가 생략하여 도시되었으며, 각 구성부재의 위치도 변경가능함을 미리 밝혀둔다.For reference, in the
본 발명의 선상 처리 시스템은 가스화 연소 유닛(50)의 연소 과정에서 발생되는 열원을 매개로 하여 스팀 보일러(50e)에서 물(연수)을 고압의 증기로 상변환시킬 수 있다. 발전 유닛(60)은 스팀 보일러(50e)로부터 발생된 증기압으로 스팀 터빈을 회전시켜 동력을 얻어 축으로 연결된 발전기를 구동하여 전력을 생산할 수 있다. The onboard treatment system of the present invention may phase-convert water (soft water) into high-pressure steam in the
바람직하기로, 본 발명은 발전 유닛(60)에서 생산된 전기를 가스화 연소 유닛의 동력원으로 사용하고, 또한 해수 담수화 유닛(100)을 가동킬 수 있으며 남는 전력은 축전기를 통해 축전시킬 수도 있다.Preferably, the present invention uses the electricity produced in the
전술되었듯이, 본 발명은 고형연료로 제작된 해양폐기물을 일괄처리하도록 구성된 가스화 연소 유닛(50)의 연소 공정 후에 소량 발생되는 부산물을 부산물 저장 챔버(80)에 저장보관할 수 있다. 또한, 본 발명은 부산물 용융 유닛(90)을 통해 부산물을 고온 용융하여 무기질의 슬래그(slag) 형태로 개질하고 부피를 축소시켜 용이하게 보관할 수 있다. 부산물 용융 유닛(90)은 부산물을 1,350 ~ 1,500℃, 바람직하기로 1,400℃ 이상으로 가열하여 융용한 다음에 재활용가능한 고형물 형태로 배출될 수 있다.As described above, the present invention can store and store a small amount of by-products generated after the combustion process of the
전술된 바와 같이, 본 발명은 해수 담수화 유닛(100)의 수처리 장치를 통해 해수를 담수로 정화하여 지속적으로 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 해수 담수화 유닛(100)으로 정화된 담수는 담수 저장 챔버(110)로 공급되어 저장보관할 수 있으며, 담수 저장 챔버(110)는 선박의 균형 유지를 위해 선수와 선미에 각각 배치될 수 있다. 담수 저장 챔버(110)의 담수는 탈염 유닛(30)의 세척부(30a), 가스화 연소 유닛(50)의 공정수 탱크(50k) 등으로 공급될 수 있으며, 생활용수로 사용될 수도 있다.As described above, the present invention is configured to be continuously supplied by purifying seawater into fresh water through a water treatment device of the
특별하기로, 본 발명에 따른 해양폐기물의 선상 처리 시스템은 앞서 기술된 다수의 구성부재들을 선상 및/또는 선체의 내부에 배치하여 해상에서 이동 중이거나 정박 중에도 해양폐기물을 일괄처리할 수 있도록 구성되어 있다. 덧붙여서, 본 발명은 선박 내에서 해양폐기물의 가스화 연소를 통해 생산된 전력으로 담수의 제공, 각 구성부재들의 동력원으로 제공할 수 있다.In particular, the onboard treatment system for marine waste according to the present invention is configured to batch-process marine waste while moving at sea or at anchor by arranging a plurality of the above-described constituent members on board and/or inside the hull. have. In addition, the present invention can provide fresh water with electric power produced through gasification combustion of marine waste in a ship, as a power source for each component member.
특히, 본 발명에 따르면 연근해뿐만 아니라 원양에 상주하면서 해양폐기물을 현장에서 친환경적이고 독립적으로 자급자족하면서 장시간에 걸쳐서 처리할 수 있다.In particular, according to the present invention, it is possible to treat marine waste over a long period of time while residing in the offshore as well as in the offshore sea while being eco-friendly and independently self-sufficient in the field.
최근 문제가 되고 있는 쓰레기섬과 같이 오대양의 일정 지역에 마치 섬처럼 부유하고 있는 해양폐기물을 수거하여 육지로 운반후 처리하는 것은 매우 비효율적이다. 또한 가스화 연소는 단순 소각에 비하여 오염물질의 배출이 현저히 저감되는 장점이 있다.It is very inefficient to collect and dispose of marine waste that is floating like an island in a certain area of the five oceans, such as a garbage island, which has become a problem recently. In addition, gasification combustion has the advantage of significantly reducing the emission of pollutants compared to simple incineration.
본 발명은 가스화 연소를 선박에 최초로 적용하였을 뿐만 아니라, 가스화 연소의 선박 적용에서 넘어야 할 여러 가지 과제를 해결하는 방식을 제시한다.The present invention not only applies gasification combustion to ships for the first time, but also proposes a method of solving various problems that must be overcome in ship application of gasification combustion.
이상 본 발명은 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 해양폐기물의 선상 처리 시스템은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.Although the present invention has been described in detail through examples, this is for describing the present invention in detail, and the onboard treatment system for marine waste according to the present invention is not limited thereto, and within the technical scope of the present invention, It would be clear that the transformation or improvement is possible by those who have the knowledge of.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.
10 ----- 인양 유닛,
20 ----- 절단 유닛,
30 ----- 탈염 유닛,
40 ----- 압출 성형 유닛,
50 ----- 가스화 연소 유닛,
60 ----- 발전 유닛,
70 ----- 고형연료 저장 챔버,
80 ----- 부산물 저장 챔버,
90 ----- 부산물 용융 유닛,
100 ----- 해수 담수화 유닛.10 ----- lifting unit,
20 ----- cutting unit,
30 ----- desalting unit,
40-----extrusion molding unit,
50 ----- gasification combustion unit,
60 ----- power generation unit,
70 ----- solid fuel storage chamber,
80 ----- by-product storage chamber,
90 ----- by-product melting unit,
100 ----- Seawater desalination unit.
Claims (8)
해양폐기물을 선박으로 인양하는 인양 유닛(10)과;
상기 해양폐기물을 소정의 길이로 절단하는 절단 유닛(20);
상기 해양폐기물에서 염분과 수분을 제거하는 탈염 유닛(30);
상기 탈염·탈수된 해양폐기물을 압출성형하여 고형연료로 제작하는 압출 성형 유닛(40);
상기 고형연료를 가스화하여 완전연소를 유도하도록 선상에 배치된 가스화 연소 유닛(50);
상기 가스화 연소 유닛(50)에 의한 열원으로 전력을 생산하는 발전 유닛(60); 및
상기 고형연료를 보관하는 고형연료 저장 챔버(70);를 포함하며,
상기 절단 유닛(20)은, 장척물(長尺物) 형태의 해양폐기물을 소정의 길이로 절단하고 부드러운 재질의 해양폐기물도 절단할 수 있는 커터를 구비하며,
상기 압출 성형 유닛(40)은,
해양폐기물을 압출하는 압출 챔버(40c);
상기 압출된 해양폐기물을 롤 형태로 권취하는 롤링 성형기(40d); 및
상기 롤링 성형기(40d) 후단측에 배치되고, 상기 롤 형태로 권취된 해양폐기물의 외주면을 베일로 감싸는 베일링기(40e);를 포함하며,
상기 가스화 연소 유닛(50)은,
상기 고형연료를 가스화하여 합성가스를 생성하는 가스화로(50a)와;
고온 환경 하에서 상기 합성가스를 가열하는 버너로(50c); 및
상기 버너로(50c)의 열원으로 상기 합성가스를 완전연소하는 연소로(50d);를 포함하되,
상기 고형연료는 상기 가스화로(50a)에 일괄투입방식으로 장입되며,
선별 공정 없이 처리하는 것을 특징으로 하는, 해양폐기물의 선상 처리 시스템.
As a shipboard treatment system for marine waste floating on the sea level,
A lifting unit 10 for lifting marine waste into a ship;
A cutting unit 20 for cutting the marine waste into a predetermined length;
A desalting unit 30 for removing salt and moisture from the marine waste;
An extrusion molding unit 40 for producing solid fuel by extrusion molding the desalted and dehydrated marine waste;
A gasification combustion unit 50 disposed on a ship to induce complete combustion by gasifying the solid fuel;
A power generation unit 60 for generating electric power as a heat source by the gasification combustion unit 50; And
Includes; a solid fuel storage chamber 70 for storing the solid fuel,
The cutting unit 20 includes a cutter capable of cutting marine waste in the form of a long material to a predetermined length and cutting marine waste of a soft material,
The extrusion molding unit 40,
An extrusion chamber 40c for extruding marine waste;
A rolling molding machine (40d) for winding the extruded marine waste into a roll shape; And
Includes; a baling machine (40e) disposed at the rear end of the rolling forming machine (40d) and wrapping the outer peripheral surface of the marine waste wound in the form of a roll with a bale,
The gasification combustion unit 50,
A gasification furnace (50a) for gasifying the solid fuel to generate syngas;
A burner furnace 50c for heating the syngas under a high temperature environment; And
Including; a combustion furnace (50d) for completely burning the synthesis gas as a heat source of the burner furnace (50c),
The solid fuel is charged into the gasifier 50a in a batch input method,
A shipboard treatment system for marine waste, characterized in that it is treated without a sorting process.
해수 담수화 유닛(100)을 추가로 포함하는, 해양폐기물의 선상 처리 시스템.
The method according to claim 1,
Seawater desalination unit 100, further comprising a shipboard treatment system of marine waste.
상기 탈염 유닛(30)은 염분을 제거하는 세척부(30a)와 수분을 제거하는 건조부(30b)를 구비한, 해양폐기물의 선상 처리 시스템.
The method according to claim 1,
The desalination unit 30 includes a washing unit 30a for removing salt and a drying unit 30b for removing moisture, on board a marine waste treatment system.
상기 압출 성형 유닛(40)은,
상기 탈염·탈수된 해양폐기물을 상기 탈염 유닛으로부터 하류로 안내하는 이송 컨베이어(40a);를 더 포함하는, 해양폐기물의 선상 처리 시스템.
The method according to claim 1,
The extrusion molding unit 40,
A transfer conveyor (40a) for guiding the desalted and dehydrated marine waste downstream from the desalting unit; further comprising, a shipboard treatment system for marine waste.
상기 가스화 연소 유닛(50)은,
상기 연소로(50d)의 연소열을 이용하여 고온/고압 상태의 증기를 상기 발전 유닛(60)으로 공급하는 스팀 보일러(50e); 및
상기 연소로(50d)에서 배출될 배기가스를 냉각하는 급냉각탑(50f);을 더 포함하는, 해양폐기물의 선상 처리 시스템.
The method according to claim 1,
The gasification combustion unit 50,
A steam boiler (50e) for supplying high-temperature/high-pressure steam to the power generation unit (60) using the combustion heat of the combustion furnace (50d); And
A rapid cooling tower (50f) for cooling the exhaust gas to be discharged from the combustion furnace (50d); further comprising, a shipboard treatment system of marine waste.
상기 가스화 연소 유닛(50)은 상기 스팀 보일러(50e)로 공급될 연수를 저장하는 연수 탱크(50j)와, 상기 가스화로(50a)와 상기 급냉각탑(50f)으로 공급될 담수를 저장하는 공정수 탱크(50k)를 추가로 포함하는, 해양폐기물의 선상 처리 시스템.
The method of claim 6,
The gasification combustion unit 50 includes a soft water tank 50j for storing soft water to be supplied to the steam boiler 50e, and process water for storing fresh water to be supplied to the gasifier 50a and the rapid cooling tower 50f. A system for onboard treatment of marine waste, further comprising a tank 50k.
상기 가스화 연소 유닛(50)의 연소 과정에서 발생될 상기 고형연료의 부산물(ash)을 슬래그로 가공하는 부산물 용융 유닛(90)을 추가로 포함하는, 해양폐기물의 선상 처리 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a by-product melting unit (90) for processing the by-product (ash) of the solid fuel to be generated in the combustion process of the gasification combustion unit (50) into slag, marine waste onboard treatment system.
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