KR102279792B1

KR102279792B1 - 생활쓰레기 고형화 처리장치

Info

Publication number: KR102279792B1
Application number: KR1020190126701A
Authority: KR
Inventors: 전종길
Original assignee: 전종길
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-07-19
Also published as: KR20210043859A

Abstract

본 발명은 생활쓰레기 고형화처리 및 그 처리방법에 관한 것으로서, 상세하게는 고형화처리장치를 구성하는 회전형 열분해로를 이용하여, 생활쓰레기를 고온으로 열분해시켜 고형화되게 하고, 상기 고형화과정에서 발생하는 고열의 연소가스를 고형화를 위한 열원으로 재활용토록 함으로서, 생활쓰레기 고형화처리에 따른 비용절감과 공해발생을 현저히 줄일 수 있게 한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 외통 내에 회전형 열분해로를 설치하여 일측에 구성된 구동모터에 의해 회전되게 하고, 상기 회전형 열분해로 내면에는 나선형 이송편을 설치하고, 일측에는 투입구를, 타측에는 연결관이 형성된 밀봉연결구를 각각 설치하되, 상기 회전형 열분해로는 하단에 설치된 버너 및 연소로를 통하여 하단부가 가열되게 하고, 밀봉연결구와 연결된 연결관은 분진회수기를 경유시킨 다음 가스회수관과 연결되게 하고, 상기 가스회수관은 분배관을 통하여 연소로와 연결되게 하여 열원으로 재활용할 수 있게 한 것이다.

Description

생활쓰레기 고형화 처리장치{Treatment System for Solidification of Household Waste}

본 발명은 생활쓰레기 고형화 처리장치에 관한 것으로서, 특히 생활쓰레기를 회전형 열분해로 내에 채운 다음 가열하면서 서서히 회전시키므로서, 내부에 채워진 생활쓰레기가 고온에서 열분해되면서 고형화되게 하고, 고형화과정에서 발생하는 고온의 가스는 회수하여 재활용연소하여 소각토록 함으로서, 연료비용절감과 공해발생을 현저히 줄일 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 생활쓰레기와 같은 가연성 폐기물을 처리하는 수단 중 하나로서, 연소에 의한 소각방식이 사용되고 있으나, 소각방식은 많은 공해를 유발할 뿐 아니라, 설비에 고장이 발생할 경우에는 폐기물이 적체되는 단점이 있다.

이러한 단점을 보완하기 위한 수단으로서, 최근에는 열분해처리방식이 소개되고 있으며, 열분해처리수단은 쓰레기를 고온으로 분해시켜 기름이나 가스 등을 회수하는 기술로서, 2차공해발생의 우려가 없어 자원을 유용하게 재활용하는 것이므로 폐기물처리의 주요수단으로 개발이 진행되고 있다.

생활쓰레기나 산업폐기물의 열분해처리와 관련한 선행기술을 검토하여 보면, 특허공개 제10-2001-0042978호 "유리산소함량이 낮은 연무를 이용한 쓰레기의 열분해 처리장치"(특허문헌 1)와, 실용신안등록 제20-0193834호 "공해물 배출방지설비를 구비한 폐기물 처리설비의 열분해로"(특허문헌 2)등이 제시되고 있다.

상기 특허문헌 1의 기술내용을 검토하여 보면, 본 발명의 장치는 열분해실, 열분해 가스의 연소를 위하여 열분해실에 연결되고 연소 가스의 공급을 제공하기 위한 연소, 열분해에서 발생되는 가스의 연소를 위하여 연소실 상에 장착된 와류 버너, 상기 연소실 중에서 생성된 연소 가스의 일부분이 후연소를 수행할 수 있도록 연소실에 연결되고, 이에 의해 가스의 다른 부분이 열분해실로 투입되는 후연소실, 버너에 대한 예열된 연소성 산소 공급 라인 및 연소실의 출구에서 실제로 유리 산소가 없는 연소 가스를 생성시키기 위하여 연소실의 버너에 공급되는 산소의 양을 조절하기 위한 수단을 포함한다는 것이다.

또한 특허문헌 2의 기술내용을 검토하여 보면, 열분해로 내부에 공해방지설비를 장치하여 단일화함으로서 열이용에 관한 효율성을 높이고, 촉매판반응 최적의 분위기가 조성되어 촉매판활성을 촉진할 수 있도록 된 열분해로를 제공함에 있어서, 고온로와, 이 고온로의 간접열에 의하여 폐기물을 건조시키는 건조설비, 내통과 외통으로 이루어져 폐기물의 고른 탄화를 유도하는 탄화드럼으로 이루어진 폐기물 처리설비의 열분해로에 있어서, 상기 외통과 내통을 나선형 열통로로 하고 외통 내부에 가열매체를 촉매판로 충진하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리설비의 열분해로를 제공한다는 것이다.

상기 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 제시된 쓰레기나 산업폐기물의 열분해 처리장치의 경우 열분해 처리장치의 구성이 대체로 복잡하게 되어 있어 설비에 많은 비용이 소요될 뿐 아니라, 열분해 처리과정에서 발생한 가스의 효과적인 재활용에는 미흡한 점이 있었고, 이 과정에서 수처리를 하거나 필터처리를 할 경우 또다른 환경오염이 발생하게 되는 등의 단점이 있는 것이었다.

특허공개 제10-2001-0042978호 "유리산소함량이 낮은 연무를 이용한 쓰레기의 열분해 처리장치" 실용신안등록 제20-0193834호 "공해물 배출방지설비를 구비한 폐기물 처리설비의 열분해로"

본 발명은 생활쓰레기 고형화처리방법에 관한 것으로서, 상세하게는 고형화처리장치를 구성하는 회전형 열분해로를 이용하여, 생활쓰레기를 고온으로 열분해시켜 고형화되게 하고, 상기 고형화과정에서 발생하는 고열의 연소가스를 고형화를 위한 열원으로 재활용토록 함으로서, 생활쓰레기의 고형화처리에 따른 비용절감과 공해발생을 현저히 줄일 수 있게 한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 외통 내에 회전형 열분해로를 설치하여 일측에 구성된 구동모터에 의해 회전되게 하고, 상기 회전형 열분해로 내면에는 나선형 이송편을 설치하고, 일측에는 투입구를, 타측에는 연결관이 형성된 밀봉연결구를 각각 설치하되, 상기 회전형 열분해로는 하단에 설치된 버너 및 연소로를 통하여 하단부가 가열되게 하고, 밀봉연결구와 연결된 연결관은 분진회수기를 경유시킨 다음 가스회수관과 연결되게 하고, 상기 가스회수관은 분배관을 통하여 연소로와 연결되게 하여 열원으로 재활용할 수 있게 한 것이다.

본 발명은 외통 내에 회전형 열분해로를 설치하여 일측에 구성된 구동모터에 의해 회전되게 하고, 상기 회전형 열분해로 내면에는 나선형 이송편을 설치하고, 일측에는 투입구를, 타측에는 연결관이 형성된 밀봉연결구를 각각 설치하되, 상기 회전형 열분해로는 하단에 설치된 버너 및 연소로를 통하여 하단부가 가열되게 하고, 밀봉연결구와 연결된 연결관은 분진회수기를 경유시킨 다음 가스회수관과 연결되게 하여, 고형화과정에서 발생하는 고온의 연소가스를 고형화를 위한 열원으로 재활용토록 함으로서, 생활쓰레기의 고형화처리에 따른 비용절감과 공해발생을 현저히 줄일 수 있게 하는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 : 본 발명 장치의 개략적인 정면구성도
도 2 : 도 1의 일부단면구성도
도 3 : 본 발명 장치의 측면구성도
도 4 : 도 3의 일부단면구성도
도 5 : 본 발명 장치에 구성된 연결밀봉구 부분의 단면구성도

이하 본 발명의 일실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 고형화 처리장치(10)의 도면으로서, 바닥판(21)과 측판(22) 및 외판(23)으로 구성된 외통(20)과, 외통(20) 내면공간부, 즉 연소실(24) 내에 열분해로(30)가 회전가능하게 설치된다.

외통(20)을 구성하는 바닥판(21) 전면과, 측판(22) 및 외판(23) 하단부, 즉 전체높이의 약1/4지점까지는 내화벽돌(25)을 설치하여 축열성을 좋게 하며, 외통(20) 상단부에는 배기관(26)이 설치된다.

외통(20) 전면에는 버너(60)와 연결된 연소관(61)을 설치하고, 상기 연소관(61) 외면에는 내화벽돌(62)이 매설된 연소로(63)가 설치되어 있으며, 버너(60)에는 가스공급관(64)과 통기관(65)이 설치되어 있고, 외통(20)을 구성하는 측판(22) 외측면에는 2개가 한조로 된 가이드링 안내구(66)가 설치되어 있다.

외통(20) 내면에 설치되는 열분해로(30)는 원통형으로 길게 구성되어 있으므로, 상기 열분해로(30) 양측 단부는 외통(20)을 구성하는 양측의 측판(22)을 관통하여 외부로 노출되며, 외부로 노출된 열분해로(30) 외면에 가이드링(31)이 각각 설치되어 있고, 상기 가이드링(31)이 가이드링안내구(66) 상에 안치되어 있어 회전이 자유롭게 설치된다.

열분해로(30) 일측에는 투입구(32)를 구성하고, 상기 투입구(32)는 덮개(33)로 개폐되며, 덮개(33)에는 내부온도를 측정할 수 있는 온도계(34)가 설치된다.

열분해로(30) 타측에는 회전스프로켓(35)을 설치하여 구동모터(M)의 구동스프로켓(36)과 체인(37)으로 연결하여 구동모터(M)의 구동으로 열분해로(30)가 정역회전되게 함과 동시에, 회전속도조절이 가능케 한다.

또한 열분해로(30) 내면에 구성된 열분해실(39)에는 나선형 이송편(38)을 설치하되, 상기 나선형 이송편(38)은, 투입구(32)가 형성된 열분해실(39) 입구에서부터 구성되어 있고, 열분해실(39) 안쪽, 즉 회전스프로켓(35)이 구성된 안쪽에는 나선형 이송편(38)의 설치가 일부 생략되어 있어, 열분해실(39) 내면 전체길이의 대략 4/5정도만 나선형이송편(38)이 설치되어 있다.

열분해로(30) 타측, 즉 회전스프로켓(35) 일측에는 밀봉연결구(50)가 설치되어 있고, 상기 밀봉연결구(50)는 다음과 같이 구성된다.

열분해로(30)와 연결된 회전관(51) 단부에 회전블럭(52)을 고정설치하고, 회전블럭(52) 내외측면에는 밀폐용 부싱(53)을 설치하고, 상기 회전블럭(52) 양측부에는 내측격판(54)과 외측격판(55)을 설치하여 밀폐용 부싱(53)과 접촉되게 한다.

상기 내외측격판(54)(55)은 체결볼트(56)로 서로 연결되게 한 다음, 일측에는 탄지스프링(57)으로 탄지되게 함으로서, 내외측격판(54)(55)과 회전블럭(52)에 설치된 밀폐용 부싱(53)이 밀폐형으로 접촉되게 하고, 외측격판(55)은 다시 연결관(58)과 연결되게 한다.

따라서 열분해로(30)와 함께 회전관(51)과 회전블럭(52)이 회전하고, 회전블럭(52) 외면에 설치된 내외측격판(54)(55)이 고정형으로 설치되어 있더라도, 밀폐용 부싱(53)이 외부와 밀폐형으로 차단하게 되므로, 열분해로(30) 내에서 발생한 연소가스가 외부로 누출되지 않고, 회전관(51)을 통하여 연결관(58)으로 이동되게 한다.

상기 연결관(58)은 분진회수기(70)와 연결되고, 상기 분진회수기(70)에는 가스회수관(80)을 설치하여 고형화처리장치(10)에 설치된 버너(60)와 근접설치되게 하고, 상기 가스회수관(80)에 분배관(81)을 통하여 연소로(63)와 연결되게 함으로서, 열분해로(30)에서 발생한 고온의 연소가스가 가스회수관(80) 및 분배관(81)을 통하여 연소로(63)로 공급되게 한 다음 재연소, 소각되게 하였다.

이와 같이 구성된 고형화처리장치(10)를 이용한 생활쓰레기의 고형화처리는 다음과 같이 이루어지게 된다.

먼저 처리하고자 하는 생활쓰레기 중 가연성 쓰레기만을 선별한 다음 열분해로(30)의 덮개(33)를 개방하고, 구동모터(M)를 작동시키면 구동스프로켓(36)이 회전하고, 따라서 체인(37)으로 연결된 회전스프로켓(35)이 회전하여 열분해로(30)가 회전하게 된다.

이때 열분해로(30)는, 열분해로(30) 양측에 구성된 가이드링(31)이 가이드링안내구(66) 상에 위치하고 있어 안정적으로 회전할 수 있다.

구동모터(M)에 의해 열분해로(30)가 회전하게 되면, 선별된 가연성 생활쓰레기를 투입구(32)를 통하여 열분해로(30)의 열분해실(38)로 투입하게 되고, 투입된 생활쓰레기는 열분해실(39) 내에 설치된 나선형 이송편(38)에 의해 내측으로 서서히 이동하게 되고, 상기와 같은 수단으로 생활쓰레기를 열분해실(39) 내에 2/3정도 채운 다음 개방된 덮개(33)를 닫아 밀폐시킨다.

상기한 상태에서 버너(60)를 작동시켜 연소로(63) 및 연소관(61)을 통하여 연소열기를 열분해로(30) 하단부를 가열시킴과 동시에 외통(20)의 연소실(24)을 가열하게 되고, 지속적인 가열을 통하여 열분해로(30) 내의 온도가 100℃까지 상승하게 되면, 열분해로(30) 내에 채워진 가연성 쓰레기는 간접가열을 통하여 열분해가 되면서 수축하게 되고, 동시에 열분해과정에서 고열의 연소가스가 발생하게 된다.

열분해과정에서 발생한 연소가스는 밀봉연결구(50)와 연결관(58) 및 분진회수기(70)를 경유하여 가스회수관(80)으로 이동하게 되고, 가스회수관(80)으로 이동한 연소가스는 버너(60) 인근에 설치된 분배관(81)을 통하여 연소로(63)로 공급되어, 재연소과정을 통하여 소각처리된다.

구동모터(M)에 의해 회전하는 열분해로(30)는, 열분해로(30) 내에 생활쓰레기를 투입하거나, 열분해처리된 고형물을 배출시킬때에는 회전속도를 높이고, 열분해처리과정에서는, 분당 1바퀴정도의 느린 회전속도로 서서히 회전하게 되고, 상기 과정에서 열분해로(30) 내에 채워진 가연성 쓰레기는 골고루 섞이면서 지속적으로 열분해처리되고, 열분해과정에서 발생한 고열의 연소가스는 가스회수관(80)을 통하여 연소로(63)로 공급되어 소각처리된다.

열처리과정이 지속적으로 진행되면 고형화처리장치(10)의 열분해로(30) 내부온도는 300~400℃까지 올라가게 되고, 연소로(63)의 온도는 약700~800℃까지 상승하게 되며, 이때 외통(20)의 바닥판(21)과 측판(22) 및 외판(23) 하단에 설치된 내화벽돌(25)과, 연소로(63) 외면에 설치된 내화벽돌(62)도 가열된다.

열분해로(30) 내에 채워진 가연성쓰레기가 열분해처리되면서 서서히 고형화되고, 열분해과정에서 발생한 연소가스는 가스회수관(80) 및 분배관(81)을 통하여 연소로(63)로 재공급되어 소각처리되는 과정을 반복하게 된다.

열분해과정에서 발생하는 고열의 연소가스가 일정량에 도달하게 되면 초기에 열분해로(30) 가열을 위하여 공급하였던 가스를 완전히 차단하고, 열분해처리과정에서 발생한 연소가스만을 재활용연소하여 소각하게 되므로, 열분해처리과정에 소요되는 가스연료비용을 절감함과 동시에, 연소가스는 재활용연소시켜 완전소각시키게 되므로 공해발생을 방지하게 된다.

연소실(24) 내에서 완전연소된 열기는 외통(20) 상단에 설치된 배기관(26)을 통하여 외부로 배출되며, 이때 배출되는 열기, 즉 공기는 고열을 유지하는 연소실(24) 내에서 완전연소된 다음 외부로 배기되므로 유해가스의 배출을 방지하게 된다.

열분해로(30) 내에 채워진 생활쓰레기를 회전시켜 골고루 섞으면서 3~4시간 정도 열분해처리하게 되면, 내부에 채워진 가연성쓰레기는 대부분 고형화되고, 이때에는 열처리과정에서 연소가스가 거의 발생하지 않기 때문에 연료공급통으로부터 별도의 가스를 공급하여 버너(60)로 연소시키면서 열분해처리하게 된다.

열분해처리가 완료되어 가연성쓰레기가 완전히 고형화되면 가스공급을 중단하여 열분해로(30)의 가열을 정지시키고, 열분해로(30) 내에 채워진 고형물을 외부로 배출하여 처리하게 된다.

열분해로(30) 내에 채워진 고형물의 배출은 덮개(33)을 개방시킨 다음, 구동모터(M)를 역회전시키면 열분해실(39) 내에 설치된 나선형 이송편(38)에 의해 투입구(32)를 통하여 외부로 배출되며, 가연성쓰레기를 투입하거나 고형물을 배출시킬때에는 구동모터(M)의 회전수를 높여 열분해로(30)의 회전을 빠르게 함으로서, 가연성쓰레기의 투입과, 고형물의 배출이 용이토록 하는 것이 바람직하다.

열분해로(30)에 구성된 밀봉연결구(50)는 회전하는 회전관(51)과, 고정설치된 연결관(58)을 연결하면서, 열분해과정에서 발생한 연소가스를 외부로 누출시키지 않고 가스회수관(80)으로 이동될 수 있게 하는 장치이다.

좀 더 상세히 설명하면 회전관(51) 단부에 회전블럭(52)이 설치되고, 회전블럭(52) 양측에 밀폐용 부싱(53)이 설치되고, 밀폐용 부싱(53) 외면에는 내측격판(54)과 외측격판(55)이 설치되며, 외측격판(55)에 연결관(58)이 설치된 구조이다.

따라서 열분해로(30)의 회전으로 회전관(51) 및 회전블럭(52)이 회전하게 되며, 이때 회전블럭(52)에 설치된 밀폐용 부싱(53) 외면에는 내외측격판(54)(55)이 밀착형으로 설치되면서, 체결볼트(56) 및 탄지스프링(57)에 의해 밀폐용 부싱(53)과 내외측격판(54)(55)을 탄력적으로 밀착시켜 회전관(51)으로부터 연결관(58)으로 이동하는 연소가스의 외부노출없이 분진회수기(70) 및 가스회수관(80)으로 이동될 수 있게 하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서 제공하고자 하는 고형화처리장치(10)는, 열분해로(30) 내에 가연성 생활쓰레기를 채운 다음, 서서히 회전시키면서 열분해로(30)를 가열시켜 열분해처리함과 동시에, 열분해처리과정에서 발생한 연소가스는 가스회수관(80)를 통하여 연소로(63)로 공급, 연소시켜 재활용토록 함으로서, 열분해처리에 소요되는 연료비용을 절감케 하고, 특히 연소가스를 재활용하는 과정에서 고온에서 완전연소처리되게 함으로서, 유해물질의 배출을 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 고형화처리장치(10)는 운반구 등에 싣고 이동할 수 있어, 별도 소각시설이 없는 농촌이나 섬의 원하는 장소에서 가연성 생활쓰레기를 열분해처리할 수 있게 되므로, 매립이나 소각에 따른 2차적인 환경오염을 줄일 수 있게 된다.

(10)--고형화처리장치 (20)--외통
(21)--바닥판 (22)--측판
(23)--외판 (24)--연소실
(25)--내화벽돌 (26)--배기관
(30)--열분해로 (31)--가이드링
(32)--투입구 (33)--덮개
(34)--온도계 (35)--회전스프로켓
(36)--구동스프로켓 (37)--체인
(38)--나선형 이동편 (39)--열분해실
(50)--밀봉연결구 (51)--회전관
(52)--회전블럭 (53)--밀폐용 부싱
(54)--내측격판 (55)--외측격판
(56)--체결볼트 (57)--탄지스프링
(58)--연결관 (60)--버너
(61)--연소관 (62)--내화벽돌
(63)--연소로 (64)--가스공급관
(66)--가이드링안내구 (70)--분진회수지
(80)--가스회수관 (81)--분배관

Claims

외통(20)의 연소실(24) 내에 열분해로(30)를 설치하고, 상기 외통(20) 전면에는 버너(60)와 연결된 연소관(61)을 통하여 연소실(24) 내를 가열케 하고, 열분해로(30) 내면에 구성된 열분해실(39)에 나선형 이송편(38)을 구성하고, 열분해로(30) 좌우 양측에는 가이드링(31)을 설치하여 가이드링안내구(66) 상에 안치시킨 다음, 구동모터(M)에 의해 정역회전되게 하고, 외통(20)과 버너(60)를 연결하는 연소관(61) 외면에 연소로(63)를 설치하되, 연소로(63) 내면에 내화벽돌(62)을 설치하여 버너(60)의 연소열을 축열할 수 있게 한 생활쓰레기 고형화 처리장치를 구성함에 있어서, 열분해로(30) 일측에 밀봉연결구(50)를 설치한 다음 가스회수관(80)과 연결하되, 상기 밀봉연결구(50)의 구성은, 열분해로(30)와 연결된 회전관(51) 단부에 회전블럭(52)을 고정설치하고, 회전블럭(52) 내외측면에는 밀폐용 부싱(53)을 설치하고, 상기 회전블럭(52) 양측부에는 내측격판(54)과 외측격판(55)을 설치하여 밀폐용 부싱(53)과 접촉되게 하고, 상기 내외측격판(54)(55)은 체결볼트(56)로 서로 연결되게 한 다음, 체결볼트(56)가 탄지스프링(57)으로 탄지되게 함으로서, 내외측격판(54)(55)과 회전블럭(52)에 설치된 밀폐용 부싱(53)이 밀폐형으로 접촉되게 하고, 외측격판(55)은 다시 연결관(58)과 연결되게 하여, 열분해로(30)와 함께 회전관(51)과 회전블럭(52)이 회전하고, 회전블럭(52) 외면에 설치된 내외측격판(54)(55)이 고정형으로 설치되어 있더라도, 밀폐용 부싱(53)이 외부와 밀폐형으로 차단하게 되므로, 열분해로(30) 내에서 발생한 연소가스가 외부로 누출되지 않고, 회전관(51)을 통하여 연결관(58)으로 이동되게 한 것을 특징으로 하는 생활쓰레기 고형화처리장치.
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