KR102296662B1 - 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치를 제공한다. 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로는 내부에 빈 반응공간으로 환원공간이 마련되고, 상기 빈 반응공간을 둘러싸도록 형성되고 복수의 결합된 내화블럭을 포함하는 내화층, 상기 내화층 내측의 상기 빈 반응공간과 마주하는 표면에 코팅되어 형성되고, 산화알루미늄(Al2O3) 90중량% 내지 98중량%의 범위 및 잔량의 실리카바인더와 세라믹 섬유를 포함하는 제 1코팅층, 상기 내화층의 외측에 배치된 제 1단열층, 상기 제 1단열층의 외측에 배치된 제 2단열층 및 상기 제 2단열층의 외측에 배치된 케이스를 포함하는 반응로, 상기 반응로의 일 측벽을 통해 유기성 폐기물이 유입되도록 외부와 연통하는 폐기물 투입구, 상기 반응로 내부에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하면서 발화에 의해 열을 가하는 적어도 하나 이상의 가스공급부, 상기 반응로 상단에 배치되고, 상기 반응로 내부에서 폐기물이 환원처리되어 발생된 환원가스를 배출하는 환원가스 배출부, 및 상기 반응로 하단에 배치되고, 상기 반응로 내부에서 용융된 무기물이 용융되어 배출되는 무기물 배출부를 포함하고, 상기 폐기물 투입구의 내측은 상기 내화층이 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 조립이 용이하고, 내구성이 증대되고, 발생된 합성가스가 외부로 세어나가는 것을 방지할 수 있는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치에 관한 것이다.
최근 사용되고 버려지는 폐기물의 양이 매우 증가하고 있으며, 이렇게 급격하게 증가하는 폐기물에 대한 처리가 매우 곤란한 상황이다. 특히, 최근 소비자들의 소비패턴이 변화하여 인터넷에 의한 제품의 주문이 급격하게 증가하고, 일회성으로 소비되는 제품의 사용이 급격하게 증가하면서, 일회용품, 포장재 등에 대한 소비도 함께 증가하여 이들 폐기물을 처리하는데에 매우 곤란한 상황이 되었다.
특히, 각종 플라스틱 수지재 등 각종 고분자 소재 등의 사용이 많아지면서, 유기성 폐기물을 처리하는 것이 관건이 되고 있다. 종래의 유기성 폐기물을 처리하는 방식으로는 매몰 방식을 많이 사용하였으나, 폐기물을 매몰하는 장소의 제약이 많아, 매몰하는 대신 그 부피를 줄이기 위해 소각로에서 연소시켜, 부피를 줄이는 방식이 많이 사용되고 있다. 이러한 예로는 석탄가스화 복합발전을 들 수 있는데, 석탄가스화 장치에서 특정온도 이하에서 유기성 폐기물을 처리하는 경우 산화작용에 의해 다이옥신, 톨루엔, 나프탈렌, 벤젠 등의 산화물이 다량 발생할 수 있고, 이들 산화물은 환경오염물질일 뿐만 아니라, 발암물질로 분류되어 인체에서 흡입할 경우 많은 문제를 일으킬 수 있다.
한편, 특정온도 이상의 매우 고온에서 유기성 폐기물을 소각할 경우 산화작용이 발생하는 것을 방지할 수 있고 실질적으로 대부분의 폐기물들이 환원되어 유독가스의 발생을 줄일 수 있다. 따라서, 유기성 폐기물의 소각에 있어서, 고온의 가스화 환경으로 폐기물이 갖고 있는 성분을 그대로 환원가스화 하여 배출가스가 없는 환원 가스화 환경을 구축함으로써, 대부분의 폐기물들을 환원시킬 수 있는 가스화 처리 장치가 필요한 실정이다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 가스화 처리 장치의 내부에서 매우 고온의 환경을 만들어 유기성 폐기물 대부분을 환원 가스화할 수 있는 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리장치를 제공하는데 있다.
또한, 시공과 설치가 매우 간편하면서도 대량으로 여러 개의 장치를 설치할 수 있는 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리장치를 제공하는데 있다.
또한, 가스화 처리에 있어서, 발생된 가스가 외부로 세어 나오는 것을 최대한 방지하면서도, 내구성이 향상된 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리장치를 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 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로는 내부에 빈 반응공간으로 환원공간이 마련되고, 상기 빈 반응공간을 둘러싸도록 형성되고 복수의 결합된 내화블럭을 포함하는 내화층, 상기 내화층 내측의 상기 빈 반응공간과 마주하는 표면에 코팅되어 형성되고, 산화알루미늄(Al2O3) 90중량% 내지 98중량%의 범위 및 잔량의 실리카바인더와 세라믹 섬유를 포함하는 제 1코팅층, 상기 내화층의 외측에 배치된 제 1단열층, 상기 제 1단열층의 외측에 배치된 제 2단열층 및 상기 제 2단열층의 외측에 배치된 케이스를 포함하는 반응로, 상기 반응로의 일 측벽을 통해 유기성 폐기물이 유입되도록 외부와 연통하는 폐기물 투입구, 상기 반응로 내부에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하면서 발화에 의해 열을 가하는 적어도 하나 이상의 가스공급부, 상기 반응로 상단에 배치되고, 상기 반응로 내부에서 폐기물이 환원처리되어 발생된 환원가스를 배출하는 환원가스 배출부, 및 상기 반응로 하단에 배치되고, 상기 반응로 내부에서 용융된 무기물이 용융되어 배출되는 무기물 배출부를 포함하고, 상기 폐기물 투입구의 내측은 상기 내화층이 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내화블럭은 상기 빈 반응공간에서 연장되어 형성되고, 수직선상에서 내측에 빈 원형의 공간이 형성됨으로써 외부와 연통하는 상기 폐기물 투입구를 형성하는 복수의 입구 내화블럭, 및 상기 입구 내화블럭의 일부에서 연장되어 형성되고, 동일 수평선상에서 상기 입구 내화블럭의 일단에서 타단으로 연결되어 수평선상에서 내측에 빈 원형의 공간이 형성됨으로써 상기 빈 반응공간의 일부를 형성하는 복수의 단위 내화블럭을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 입구 내화블럭은 일 측면에서 함몰되어 형성되면서 상하방향으로 형성된 기준 함몰 결합부 및 타 측면에서 상기 기준 함몰 결합부와 대응되는 형상으로 요철(凹凸) 결합될 수 있도록 돌출되어 형성되면서 상하방향으로 형성된 기준 돌출 결합부를 포함하고, 상기 단위 내화블럭은 일 측면에서 함몰되어 형성되면서 상하방향으로 형성되어 상기 기준 돌출 결합부의 일부에 결합되는 단위 함몰 결합부 및 타 측면에서 돌출되어 형성되면서 상하방향으로 형성되어 상기 기준 함몰 결합부의 일부에 결합되는 단위 돌출 결합부를 포함하고, 상기 복수의 단위 내화블럭 중 일부 단위 내화블럭은 상기 단위 돌출결합부가 상기 기준 함몰 결합부에 결합되고, 다른 일부 단위 내화블럭은 상기 단위 함몰 결합부가 상기 기준 돌출 결합부에 결합되고, 나머지 단위 내화블럭은 각각 단위 함몰 결합부와 단위 돌출 결합부가 순차적으로 상기 입구 내화블럭에 결합된 단위 내화블럭의 단위 돌출 결합부와 단위 함몰결합부에 결합됨으로써, 수평단면 상에서 내측에 원형의 공간을 형성하고, 상기 복수의 단위 내화블럭은 상하방향으로 적층되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 입구 내화블럭은 상기 폐기물 투입구 방향으로 향하도록 돌출하여 형성된 주입 고정부를 포함하되, 상기 복수의 입구 내화블럭이 결합되면 상기 주입 고정부는 상기 폐기물 투입구의 단면 형상에 대응하도록 형성되고, 상기 주입 고정부의 일 단에는 돌출되어 형성되면서 좌우방향으로 형성된 주입 고정 돌출부 및 타 단에는 상기 주입 고정 돌출부와 대응되는 형상으로 요철(凹凸) 결합될 수 있도록 함몰되어 형성되면서 좌우방향으로 형성된 주입 고정 함몰부를 포함하되, 상기 입구 내화블럭은 서로 인접하는 주입 고정 돌출부와 주입 고정 함몰부가 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 입구 내화블럭은 상기 단위 내화블럭이 결합됨에 의해 수평방향에서 상기 단위 내화블럭의 외곽라인에 의해 형성되는 가상의 원형의 기준선을 기준으로 내측에 형성되되 상하방향으로 관통하는 복수의 제 1고정홀, 및 상기 가상의 원형의 기준선을 기준으로 외측에 형성되되 상하방향으로 관통하는 제 2고정홀을 더 포함하고, 상기 제 1고정홀에 삽입되는 제 1고정봉, 및 제 2고정홀에 삽입되는 제 2고정봉을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 입구 내화블럭은 상기 가상의 원형의 기준선에 맞춰 상측으로 돌출한 기준라인을 더 포함하고, 상기 내화층은 상기 기준라인 내측에 형성되고, 상기 제 1단열층은 상기 기준라인 외측에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 단위 내화블럭은 상하방향으로 관통하는 제 3고정홀을 더 포함하고, 상기 제 3고정홀에 삽입되는 제 3고정봉을 더 포함하되, 인접하는 단위 내화블럭들 사이의 제 3고정홀 간의 제 1폭은, 상기 입구 내화블럭과 결합되는 단위 내화블럭의 제 1고정홀과 제 3고정홀 간의 제 2폭과 동일하고, 인접하는 복수의 제 1고정홀 사이의 제 3폭과 동일한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 단위 내화블럭은 상기 빈 반응공간과 마주하는 제 1면, 상기 제 1면에서 하단을 향하여 돌출한 하단 커버 및 상기 제 1면의 상단에서 상기 하단 커버에 대응되는 형상으로 함몰되어 형성된 상단 단턱을 포함하되, 상하 방향으로 배치된 단위 내화블럭은 상부의 단위 내화블럭의 하단 커버가 인접하는 하부에 위치하는 단위 내화블럭의 상단 단턱에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 단위 내화블럭은 상기 하단 커버의 후면에서 서로 이격되어 돌출되어 형성되어 상기 하단 커버의 후면을 지지하는 보강부, 및 상기 상단 단턱에 함몰되어 형성되어 상기 보강부가 삽입되도록 하는 계합부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 단위 내화블럭은 상기 제 1면 상에 형성되고, 상기 빈 반응공간을 향하여 돌출하여 형성되되 상하방향으로 형성된 제 1라인 및 좌우방향으로 형성된 제 2라인을 더 포함하고, 상기 제 1라인 및 상기 제 2라인은 서로 교차하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 단위 내화블럭은 상기 제 1면 상에서 상기 하단 커버의 가장 하단에 형성되고, 상기 빈 반응공간을 향하여 돌출하여 형성되되 좌우방향으로 형성된 제 3라인을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 단위 내화블럭의 상기 하단 커버의 후면은 상부로 갈수록 폭이 넓어지도록 경사지게 형성되고, 상기 상단 단턱은 함몰된 부분이 하단으로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 단위 내화블럭은 상기 하단 커버를 포함하는 제 1부분과 상기 상단 단턱을 포함하는 제 2부분으로 구분되고, 상기 제 1부분의 경도는 상기 제 2부분의 경도에 비해 경도가 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내화층과 상기 제 1단열층 사이에 배치되는 제 2코팅층, 상기 제 1단열층과 상기 제 2단열층 사이에 배치되는 제 3코팅층, 및 상기 제 2단열층과 상기 케이스 사이에 배치되는 제 4코팅층을 더 포함하고, 상기 제 2코팅층 내지 제 4코팅층은 상기 제 1코팅층과 동일한 성분으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 환원 가스화 처리 장치는 상기 환원로를 포함하고, 상기 환원로의 상기 폐기물 투입구에 폐기물을 제공하는 원료제공부, 상기 환원로에서 환원처리되어 상기 환원가스 배출부를 통해 배출된 혼합가스를 정제하는 정제부, 상기 정제부에 의해 분리되어 재사용이 가능한 원료를 포함하는 물질을 별도로 저장하는 리사이클링부, 상기 정제부에 의해 분리되어 소금을 포함하는 물질을 처리하는 수처리부, 및 상기 무기물 배출부를 통해 배출된 용융된 무기물을 저장하는 잔류물 처리부를 포함한다.
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 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리장치는 가스화 처리 장치의 내부에서 매우 고온의 환경을 만들어 유기성 폐기물 대부분을 환원 가스화하여 이를 에너지로 사용하므로 별도의 굴둑이 없고, 환경오염물질과 발암물질의 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 시공과 설치가 매우 간편하면서도 대량으로 여러 개의 장치를 간단하게 설치할 수 있으면서도 정교한 시공이 가능하다.
또한, 환원로 내부에서 가스화를 수행하면서 생성된 합성가스가 외부로 세어나오는 것을 최대한 방지하고 열손실을 최소화하면서도 내구성이 향상된 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리장치를 제공할 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 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 입구 내화블럭을 포함한 입구 내화블럭을 조립하였을 경우를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 7은 도 6의 단위 내화블럭의 평면도이다.
도 8은 도 6의 단위 내화블럭의 우측면도이다.
도 9는 도 6의 단위 내화블럭의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다는 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 입구 내화블럭을 조립하였을 경우를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 단위 내화블럭이 조립되는 과정 중 일부를 나타낸 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 단위 내화블럭이 조립되는 과정 중 일부를 나타낸 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로를 제작하는 과정을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 17은 도 16의 과정을 하부에서 상부를 향하여 바라본 사시도이다.
도 18은 도 16의 과정을 정면 방향에서 바라본 정면도이다.
도 19는 도 16의 과정을 측면 방향에서 바라본 정면도이다.
도 20은 도 16의 과정을 상부 방향에서 아래를 향하여 바라본 평면도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로의 내화층이 개략적으로 완성된 모습을 측면에서 바라본 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로의 내화층이 개략적으로 완성된 모습을 폐기물 투입구 방향에서 바라본 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로의 내화층이 개략적으로 완성된 모습을 상부 방향에서 아래를 향하여 바라본 평면도이다.
도 24는 도 13의 단위 내화블럭을 뒤집은 상태로 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 25는 단위 내화블럭을 뒤집은 상태에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 내화블럭을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 26은 도 25의 단위 내화블럭이 뒤집어지지 않는 상태에서 바라본 개략적인 사시도이다.
도 27은 단위 내화블럭을 뒤집은 상태에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 내화블럭을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 30은 도 29의 단위 내화블럭을 측면에서 바라본 우측면도이다.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 32는 도 31의 단위 내화블럭을 측면에서 바라본 우측면도이다.
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 내화블럭을 측면에서 바라본 우측면도이다.
도 2는 도 2의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 입구 내화블럭을 포함한 입구 내화블럭을 조립하였을 경우를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 7은 도 6의 단위 내화블럭의 평면도이다.
도 8은 도 6의 단위 내화블럭의 우측면도이다.
도 9는 도 6의 단위 내화블럭의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다는 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 입구 내화블럭을 조립하였을 경우를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 단위 내화블럭이 조립되는 과정 중 일부를 나타낸 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 단위 내화블럭이 조립되는 과정 중 일부를 나타낸 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로를 제작하는 과정을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 17은 도 16의 과정을 하부에서 상부를 향하여 바라본 사시도이다.
도 18은 도 16의 과정을 정면 방향에서 바라본 정면도이다.
도 19는 도 16의 과정을 측면 방향에서 바라본 정면도이다.
도 20은 도 16의 과정을 상부 방향에서 아래를 향하여 바라본 평면도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로의 내화층이 개략적으로 완성된 모습을 측면에서 바라본 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로의 내화층이 개략적으로 완성된 모습을 폐기물 투입구 방향에서 바라본 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로의 내화층이 개략적으로 완성된 모습을 상부 방향에서 아래를 향하여 바라본 평면도이다.
도 24는 도 13의 단위 내화블럭을 뒤집은 상태로 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 25는 단위 내화블럭을 뒤집은 상태에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 내화블럭을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 26은 도 25의 단위 내화블럭이 뒤집어지지 않는 상태에서 바라본 개략적인 사시도이다.
도 27은 단위 내화블럭을 뒤집은 상태에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 내화블럭을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 30은 도 29의 단위 내화블럭을 측면에서 바라본 우측면도이다.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 32는 도 31의 단위 내화블럭을 측면에서 바라본 우측면도이다.
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 내화블럭을 측면에서 바라본 우측면도이다.
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 구성들 간의 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 도 1의 환원로를 A-A'에 따라 절단한 일 실시예에 따른 단면도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원 가스화 처리 장치는 내부에 빈 반응공간(C)으로 환원공간이 마련되는 반응로(10), 상기 반응로(10)의 일 측벽을 통해 유기성 폐기물이 유입되도록 외부와 연통하는 폐기물 투입구(11), 상기 반응로(10) 내부에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하면서 발화에 의해 열을 가하는 적어도 하나 이상의 가스공급부(20), 상기 반응로(10) 상단에 배치되고, 상기 반응로(10) 내부에서 폐기물이 환원처리되어 발생된 환원가스를 배출하는 환원가스 배출부(12), 및 상기 반응로(10) 하단에 배치되고, 상기 반응로 내부에서 용융된 무기물이 용융되어 배출되는 무기물 배출부(13)를 포함하는 환원로와, 상기 환원로의 상기 폐기물 투입구(11)에 폐기물을 제공하는 원료제공부(미도시), 상기 환원로에서 환원처리되어 상기 환원가스 배출부(12)를 통해 배출된 혼합가스를 정제하는 정제부(30), 상기 정제부(30)에 의해 분리되어 재사용이 가능한 원료를 포함하는 물질을 별도로 저장하는 리사이클링부(40), 상기 정제부에 의해 분리되어 소금을 포함하는 물질을 처리하는 수처리부(50), 및 상기 무기물 배출부(13)를 통해 배출된 용융된 무기물을 저장하는 잔류물 처리부(60)를 포함한다.
상기 반응로(10) 내부는 빈 반응공간(C)이 형성되고, 반응로(10) 내부 빈 반응공간(C)에서 유기성 폐기물이 공급된 산소와 수소를 포함하는 합성가스의 연소에 의해 1300℃ 이상 내지 2000℃이하의 온도 범위에서 환원 가스화 되도록 할 수 있다. 반응로(10) 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(11)를 통해 상기 반응로(10) 내부 공간(C)으로 유입되고, 유기성 폐기물이 고온의 환경에서 환원 가스화 될 수 있도록하며, 이를 위해 합성가스 공급부(20)에서는 산소와 수소를 포함하는 합성가스가 공급되면서 버너에 의해 연소되어 반응로(10) 내부를 높은 온도로 올리도록 할 수 있다. 환원 가스화가 이루어진 후 환원가스화된 혼합가스는 혼합가스 배출부(12)를 통해 다음단계인 정제부(30)로 전달되며, 미환원된 금속과 광물 등의 잔류물은 용융된 상태로 하부에 위치하는 잔류물 배출부(13)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 배출된 잔류물의 경우 잔류물 처리부(60)에서 일정 단계를 거쳐 폐기 처리되거나 재사용될 수 있다.
상기 원료제공부(미도시)는 유기성 폐기물이 반응로(10)에서 반응하여 환원 가스화 되기 쉽도록 작은 크기로 분쇄하여 반응로(10)로 이동하도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 합성가스 제공부(20)는 수소와 산소를 포함하는 합성가스를 제공하면서 상기 합성가스가 주입되는 반응로(10) 내부에서 버너에 의해 연소반응이 일어나 반응로(10) 내부를 매우 고온의 환경으로 되도록 할 수 있으며, 이에 의해 유기성 폐기물이 환원 가스화되도록 할 수 있다.
또한, 환원 가스화되어 배출부(12)를 통해 배출된 혼합가스는 정제부(30)에 의해 정제되어 메탄올 등의 재사용이 가능한 원료와 소금 등으로 분리될 수 있으며, 리사이클링부(40)를 통해 메탄올 등의 원료 등은 재사용되거나 다른 산업용 원료로 사용될 수 있고, 수처리부(50)에 의해 소금 등은 분리되어 별도로 처리될 수 있다. 한편, 상기에서 설명한 잔류물 처리부(60), 정제부(30), 리사이클링부(40), 수처리부(50) 등은 당해 기술분야에 널리 알려져 있는바 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 배출부(12)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.
이하에서는 다시 도 1 및 2를 참조하여 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로는 내부에 빈 반응공간(C)으로 환원공간이 마련되고, 상기 빈 반응공간(C)을 둘러싸도록 형성되고 복수의 결합된 내화블럭을 포함하는 내화층(200), 상기 내화층(200) 내측의 상기 빈 반응공간(C)과 마주하는 표면에 코팅되어 형성되고, 산화알루미늄(Al2O3) 90중량% 내지 98중량%의 범위 및 잔량의 실리카바인더와 세라믹 섬유를 포함하는 제 1코팅층(100), 상기 내화층(200)의 외측에 배치된 제 1단열층(500), 상기 제 1단열층(500)의 외측에 배치된 제 2단열층(700) 및 상기 제 2단열층(700)의 외측에 배치된 케이스(900)를 포함하는 반응로(10), 상기 반응로(10)의 일 측벽을 통해 유기성 폐기물이 유입되도록 외부와 연통하는 폐기물 투입구(11), 상기 반응로(10) 내부에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하면서 발화에 의해 열을 가하는 적어도 하나 이상의 가스공급부(20), 상기 반응로(10) 상단에 배치되고, 상기 반응로(10) 내부에서 폐기물이 환원처리되어 발생된 환원가스를 배출하는 환원가스 배출부(12), 및 상기 반응로(10) 하단에 배치되고, 상기 반응로(10) 내부에서 용융된 무기물이 용융되어 배출되는 무기물 배출부(13)를 포함하고, 상기 폐기물 투입구(11)의 내측은 상기 내화층(200)이 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 내화층(200)은 산화알루미늄(Al2O3)을 99.5% 내지 99.9%의 범위로 포함하는 것을 특징으로 한할 수 있으며, 이에 따라 반응공간에서 형성되는 고온의 환경에서 내화층(200)이 견디도록 할 수 있다. 즉, 산화알루미늄의 함량 범위가 상기 범위보다 낮을 경우 수소 분위기에서 환원반응을 진행될 때 환원 반응이 이루어지는 위치와 직접 접하는 내화층(200)이 녹거나 분해되어 없어질 수 있어, 고온의 온도 조건을 유지하기가 힘들 수 있어, 상기 범위를 만족하여야 한다. 한편, 상기에서 설명하였다시피, 내화층(200) 내측에 형성되는 빈 반응공간(C)에서는 유입된 합성가스의 연소에 의해 1300℃ 이상 내지 2000℃이하의 온도 범위에서 환원 가스화 되도록 할 수 있다. 상기 빈 반응공간(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.
상기 제 1단열층(500)은 산화알루미늄(Al2O3)을 75% 내지 85%의 범위로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 내화층(200)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(500)에서는 간접적으로 열이 전달되어 상기 내화층(200)에 비해 낮은 온도의 열이 전달되므로, 산화알루미늄의 함량을 내화층(200) 보다 낮게 상기 범위로 함으로써, 내화 성능을 나타내면서도 상대적으로 내화층(200) 보다 적은 밀도에 의해 내부에 공기층이 보다 많이 형성될 수 있고, 열 전도율이 낮아져 단열 효과를 극대화할 수 있다. 또한, 비제한적으로 상기 제 1단열층(500)과 마찬가지로, 열의 온도가 가장 높은 중심부에서 제 1단열층(500)보다 더 먼 위치에 존재하는 제 2단열층(700)의 내열효과 대비 단열효과를 더 높이기 위해 상기 제 2단열층(700)은 상기 제 1단열층(500)에 비해 산화알루미늄의 함량범위가 더 적을 수 있다.
한편, 제 1코팅층(100)은 상기 내화층(200) 내측의 상기 빈 반응공간(C)과 마주하는 표면에 코팅되어 형성되고, 산화알루미늄(Al2O3) 90중량% 내지 98중량%의 범위 및 잔량의 실리카바인더와 세라믹 섬유를 포함한다. 내화층(200)의 경우 복수의 블럭이 결합된 구조로서 서로 결합되는 위치에 일정한 틈이 발생할 수 있고, 이에 따라 내측의 반응공간에서 발행하는 합성가스가 외부로 세어나올 수 있는데, 산화알루미늄(Al2O3) 90중량% 내지 98중량%의 범위 및 잔량의 실리카바인더와 세라믹 섬유를 포함하는 제 1코팅층(100)을 내화층(200)의 내측 표면에 코팅함으로써, 복수의 내화블럭의 블럭과 블럭간의 틈새에서 가스가 세어나가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제 1코팅층에 의해 복수의 블럭으로 형성되는 내화블럭들 간의 균열을 방지하고, 화학반응시 내마모성을 확보하여 내화층 내측에서의 부식을 방지할 수 있다.
한편, 상기 폐기물 투입구(11)의 내측은 상기 내화층(200)이 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 폐기물 투입구(11)는 내화층(200)을 형성하는 내화블럭들이 적층되는 수직방향에 대해 수평방향으로 절곡되어 형성되며, 상기 폐기물 투입구(11)의 내측은 상기 내화층(200)이 연장되어 형성됨으로써, 내화층(200)이 보다 견고하게 지지되도록 할 수 있다. 즉, 폐기물 투입구(11)의 내측에 연결되어 형성되는 입구 내화블럭에 의해 폐기물 투입구(11)를 형성하는 케이스(900)의 폐기물 투입구(11) 입구 부분에 입구 내화블럭을 고정할 수 있고, 이를 기반으로 단위 내화블럭을 결합함으로써, 보다 정교하고 안정적으로 내화층이 형성되도록 할 수 있다. 종래의 경우 단순히 내화층을 형성하거나, 내화층을 형성하기 위한 블록들을 단순히 적층하는 방식이었는데, 본 발명의 경우 폐기물 투입구(11)에 결합된 입구 내화블럭을 먼저 고정시키고, 이를 기반으로 단위 내화블럭을 결합하고 적층하는 방식에 의해 원하는 위치에 정교하게 내화층을 형성할 수 있고, 내화블럭을 보다 정교하게 결합할 수 있다. 또한, 환원로를 사용하는 과정 중 내화블럭들이 보다 견고하게 결합되어 유지되도록 할 수 있다. 한편, 내화블럭에 대해서는 후에 보다 상세하게 설명하기로 한다.
한편, 본 발명의 환원로는 상기 내화층(200)과 상기 제 1단열층(500) 사이에 배치되는 제 2코팅층(400), 상기 제 1단열층(500)과 상기 제 2단열층(700) 사이에 배치되는 제 3코팅층(600) 및 상기 제 2단열층(700)과 상기 케이스(900) 사이에 배치되는 제 4코팅층(800)을 더 포함하고, 상기 제 2코팅층(400) 내지 제 4코팅층(800)은 상기 제 1코팅층(100)과 동일한 성분으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제 2코팅층(400) 내지 제 4코팅층(800)에 의해 각 층인 내화층(200), 제 1단열층(500), 제 2단열층(700 및 케이스(900)간의 균열을 방지하여 반응공간(C) 내부에서 발생하는 가스가 외부로 세어나가는 것을 최소화하면서, 각층의 경계에서 발생할 수 있는 부식을 방지할 수 있다.
한편, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 5에는 도 3 및 도 4의 입구 내화블럭을 포함한 입구 내화블럭을 조립하였을 경우를 개략적으로 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
또한, 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6의 단위 내화블럭의 평면도가, 도 8에는 도 6의 단위 내화블럭의 우측면도가, 도 9에는 도 6의 단위 내화블럭의 정면도가 도시되어 있다.
도 3 내지 5의 입구 내화블럭과 도 6 내지 9의 단위 내화블럭을 참조하면, 본 발명의 상기 내화블럭은 상기 빈 반응공간(C)에서 연장되어 형성되고, 수직선상에서 내측에 빈 원형의 공간이 형성됨으로써 외부와 연통하는 상기 폐기물 투입구(11)를 형성하는 복수의 입구 내화블럭(301, 302, 303, 304) 및 상기 입구 내화블럭(301, 302, 303, 304)의 일부에서 연장되어 형성되고, 동일 수평선상에서 상기 입구 내화블럭(301, 302, 303, 304)의 일단에서 타단으로 연결되어 수평선상에서 내측에 빈 원형의 공간이 형성됨으로써 상기 빈 반응공간(C)의 일부를 형성하는 복수의 단위 내화블럭(200)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 3 및 4에서와 같이, 입구 내화블럭(301, 302)은 상기 빈 반응공간(C)에서 연장되어 형성되고, 수직선상에서 내측에 빈 원형의 공간이 형성됨으로써 외부와 연통하는 상기 폐기물 투입구(11)를 형성할 수 있다. 즉, 입구 내화블럭(301, 302)은 빈 반응공간(C)과 마주하는 방향에서는 입구 내화블럭(301, 302)과 결합되는 단위 내화블럭들이 수평방향으로 원형의 빈 공간을 형성하도록 수평단면 방향으로 만곡하여 형성되고, 빈 반응공간(C)과 먼 방향에서는 수직방향으로 원형의 빈 공간을 형성하여 폐기물 투입구(11)의 내측을 형성하도록 수직단면 방향으로 만곡하여 형성되는 부분을 포함할 수 있다. 이에 따라, 입구 내화블럭(301, 302)은 빈 반응공간(C)과 먼 방향에서 케이스(900)의 폐기물 투입구(11)를 형성하는 부분에 결합되어 고정될 수 있고, 도 5에서와 같이 복수의 입구 내화블럭(301, 302, 303, 304)이 결합됨으로써, 케이스(900)의 폐기물 투입구(11)를 형성하는 공간에 끼워맞춤되도록 하면서, 폐기물 투입구(11)를 통해 외부의 폐기물이 유입될 수 있는 공간이 형성되도록 할 수 있다. 또한, 입구 내화블럭(301, 302)은 빈 반응공간(C)과 마주하는 방향에서는 수평방향으로 만곡된 부분을 포함하고, 단위 내화블럭들이 결합되는 측면을 구성함으로써, 복수의 단위 내화블럭의 결합에 의해 수평방향으로 원형의 빈 반응공간을 형성하도록 할 수 있다.
한편, 상기 입구 내화블럭(301, 302)은 일 측면에서 함몰되어 형성되면서 상하방향으로 형성된 기준 함몰 결합부(315, 316) 및 타 측면에서 상기 기준 함몰 결합부(315, 316)와 대응되는 형상으로 요철(凹凸) 결합될 수 있도록 돌출되어 형성되면서 상하방향으로 형성된 기준 돌출 결합부(325, 326)를 포함할 수 있다. 상기 입구 내화블럭(301, 302)은 서로 인접하는 입구 내화블럭들 사이에서 기준 돌출 결합부(325)와 기준 함몰 결합부(316)가 서로 결합하여 견고하게 고정될 수 있다. 결합되지 않고 노출된 기준 돌출 결합부(326)와 기준 함몰 결합부(315)에는 단위 내화블럭이 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 단위 내화블럭(200)은 일 측면(220)에서 함몰되어 형성되면서 상하방향으로 형성되어 상기 기준 돌출 결합부(326)의 일부에 결합되는 단위 함몰 결합부(225) 및 타 측면(210)에서 돌출되어 형성되면서 상하방향으로 형성되어 상기 기준 함몰 결합부(315)의 일부에 결합되는 단위 돌출 결합부(215)를 포함하고, 상기 복수의 단위 내화블럭(200) 중 일부 단위 내화블럭은 상기 단위 돌출 결합부(215)가 상기 기준 함몰 결합부(315)에 결합되고, 다른 일부 단위 내화블럭은 상기 단위 함몰 결합부(225)가 상기 기준 돌출 결합부(326)에 결합될 수 있다. 따라서, 입구 내화블럭의 노출된 기준 함몰 결합부(315)와 기준 돌출 결합부(326)를 따라(이를 기준으로) 여러 단위 내화블럭들이 각각 결합될 수 있어 보다 정교하게 내화층이 형성되도록 할 수 있다. 비제한적으로, 상기 입구 내화블럭은 상기 단위 내화블럭에 비해 그 크기가 커 하나의 입구 내화블럭에는 여러 단위 내화블럭들이 적층되어 결합될 수 있다.
한편, 입구 내화블럭에 결합되는 단위 내화블럭 이외의 나머지 단위 내화블럭은 각각 단위 함몰 결합부(225)와 단위 돌출 결합부(215)가 순차적으로 상기 입구 내화블럭에 결합된 단위 내화블럭의 단위 돌출 결합부(215)와 단위 함몰 결합부(225)에 결합됨으로써, 수평단면 상에서 내측에 원형의 공간을 형성하고, 상기 복수의 단위 내화블럭은 상하방향으로 적층되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이에 따라, 입구 내화블럭을 기준으로 순차적으로 수평방향으로 원형의 빈 공간이 형성되도록 하면서 단위 내화블럭의 층을 높여갈 수 있다.
도 3 및 4를 참조하고 이들이 결합된 도 5를 다시 참조하면, 상기 입구 내화블럭(301, 302, 303, 304)은 상기 폐기물 투입구(11)의 투입되는 외측 방향으로 향하도록 돌출하여 형성된 주입 고정부(360, 361)를 포함하되, 상기 복수의 입구 내화블럭(301, 302, 303, 304)이 결합되면 상기 주입 고정부(360, 361)는 상기 폐기물 투입구(11)의 단면 형상에 대응하도록 형성될 수 있다. 즉, 폐기물 투입구(11)는 외측에 존재하는 케이스(900)의 형상과 같은 단면 형상으로 될 수 있고, 예를 들어 원형의 형상이 될 수 있는데, 주입 고정부(360, 361)는 상기 입구 내화블럭(301, 302, 303, 304)이 모두 결합될 경위 이러한 케이스(900)의 폐기물 투입구(11) 단면 형상에 대응하도록 원형의 형상을 구현하여 케이스(900) 내측에 보다 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.
이때, 상기 주입 고정부(360, 361)의 일 단에는 돌출되어 형성되면서 좌우방향으로 형성된 주입 고정 돌출부(375, 376) 및 타 단에는 상기 주입 고정 돌출부(375, 376)와 대응되는 형상으로 요철(凹凸) 결합될 수 있도록 함몰되어 형성되면서 좌우방향으로 형성된 주입 고정 함몰부(365, 366)를 포함하되, 상기 입구 내화블럭(301, 302, 303, 304)은 서로 인접하는 주입 고정 돌출부(376)와 주입 고정 함몰부(375)가 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 주입 고정 돌출부(376)와 주입 고정 함몰부(375)는 좌우방향으로 결합하고, 상기 기준 돌출 결합부(325) 기준 함몰 결합부(316)은 상하방향으로 결합되어 서로 교차되는 방향으로 결합됨으로써, 입구 내화블럭이 보다 견고하고 정확하게 결합되어 유지되도록 할 수 있다.
한편, 도 6 내지 9를 참조하면, 본 발명의 단위 내화블럭(200)은 상기 빈 반응공간(C)과 마주하는 제 1면(230), 상기 제 1면(230)에서 하단을 향하여 돌출한 하단 커버(245) 및 상기 제 1면(230)의 상단에서 상기 하단 커버(245)에 대응되는 형상으로 함몰되어 형성된 상단 단턱(235)을 포함하되, 상하 방향으로 배치된 단위 내화블럭은 상부의 단위 내화블럭의 하단 커버(245)가 인접하는 하부에 위치하는 단위 내화블럭의 상단 단턱(235)에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 단위 내화블럭의 상단 단턱(235)과 하단 커버(245)는 그 형상이 서로 마주하여 결합될 수 있는 형상으로 대응되도록 형성될 수 있어, 상부에 위치하는 단위 내화블럭의 하단 커버(245)가 하부에 위치하는 단위 내화블럭의 상단 단턱(235)에 결합되어 커버할 수 있다. 따라서 전체적으로 단위 내화블럭이 결합되어 반응공간을 형성하는 경우, 상하방향으로 단위 내화블럭과 단위 내화블럭들 사이에는 일종의 처마와 같이 아래쪽으로 치우쳐진 커버가 형성될 수 있고, 상단 단턱(235)와 하부 커버(245)가 서로 마주하여 결합됨에 의해 일종의 장애물을 형성하여 반응공간에서 형성되는 합성가스가 단위 내화블럭들 간의 사이 틈새를 통해 외부로 새어나가는 것을 매우 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 도 5를 다시 참조하면, 상기 단위 내화블럭(200)과 같이, 입구 내화블럭 또한 하부 방향으로 돌출한 커버를 구비할 수 있고, 상부방향으로는 상기 커버와 대응되는 형상으로 함몰되어 형성된 단턱(335)을 포함할 수 있다. 이에 따라 반응공간을 형성하는 표면 전체적으로 하단 방향으로 커버가 향하도록 할 수 있어 내측의 합성가스가 외부로 세어나가는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 10에는 본 발명의 또 다는 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 11에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입구 내화블럭의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 12에는 본 발명의 다른 실시예에 따라 입구 내화블럭을 조립하였을 경우를 개략적으로 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
도 11 내지 12를 참조하면, 상기 입구 내화블럭은 상기 단위 내화블럭이 결합됨에 의해 수평방향에서 상기 단위 내화블럭의 외곽라인에 의해 형성되는 가상의 원형의 기준선을 기준으로 내측에 형성되되 상하방향으로 관통하는 복수의 제 1고정홀(390), 및 상기 가상의 원형의 기준선을 기준으로 외측에 형성되되 상하방향으로 관통하는 제 2고정홀(395)을 더 포함하고, 상기 제 1고정홀(390)에 삽입되는 제 1고정봉(미도시), 및 제 2고정홀(395)에 삽입되는 제 2고정봉(미도시)을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 단위 내화블럭의 외곽라인에 의해 형성되는 가상의 원형의 기준선은 복수의 단위 내화블럭이 단층에서 결합되는 경우를 가정하면 이들이 결합되어 형성되는 외곽라인은 원형이 될 수 있고, 입구 내화블럭과 결합되는 단위 내화블럭이 정확하게 결합될 수 있도록, 입구 내화블럭의 일 측면은 단위 내화블럭의 형상에 대응하도록 단위 내화블럭 일부 형상에 대응되도록 함몰되어 형성되어 있을 수 있다. 또한, 이러한 가상의 외곽라인은 단위 내화블럭 및 이와 결합되는 입구 내화블럭의 일부부분을 포함하여 내화층을 형성하도록 할 수 있다. 가상의 외곽라인은 예를 들어, 도 2의 단면 상에서 내화층(200)이 형성되는 단면의 외곽 원형의 라인일 수 있다.
상기 제 1고정홀(390)에는 제 1고정봉(미도시)이 삽입되어 결합되고, 제 2고정홀(395)에는 제 2고정봉(미도시)이 삽입되어 결합됨으로써, 입구 내화블럭이 결합된 후 서로 분리되지 않고 유지되도록 하려 환원로가 보다 견고하게 유지되도록 할 수 있다. 또한, 상기 제 1고정홀에 삽입되는 제 1고정봉(미도시)은 후술할 단위 내화블럭에 제 3고정홀이 형성되는 경우 입구 내화블럭의 상단에 결합되는 단위 내화블럭이 견고하게 고정되고 정확한 위치에 고정되도록 할 수 있으며, 이에 대해서는 후에 보다 상세히 설명하기로 한다.
다시, 도 10 및 11을 참조하면, 상기 입구 내화블럭은 상기 가상의 원형의 기준선에 맞춰 상측으로 돌출한 기준라인(385, 386)을 더 포함하고, 상기 내화층(200)은 상기 기준라인(385, 386) 내측에 형성되고, 상기 제 1단열층(500)은 상기 기준라인 외측에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 도 2에서 설명하였듯이, 가상의 원형의 기준선 내측에는 입구 내화블럭이 존재하는 부분을 제외한 부분은 상하방향으로 모두 내화층(200)이 형성되고, 그 외측에는 제 2코팅층(400)을 개재한 상태로 제 1단열층(500)이 형성될 수 있는데, 기준라인(385, 386)을 형성함으로써, 내측에는 단위 내화블럭이 적층되는 기준을 잡을 수 있고, 외측에서는 제 1단열층(500)이 형성되는 기준을 잡을 수 있으며, 이들 사이에는 제 2코팅층(400)이 형성되기 쉽도록 할 수 있다.
도 13에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 14 및 15에는 본 발명의 일 실시예에 따라 단위 내화블럭이 조립되는 과정 중 일부를 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
도 13 내지 15와 다시 도 12를 참조하면, 상기 단위 내화블럭은 상하방향으로 관통하는 제 3고정홀(255)을 더 포함하고, 상기 제 3고정홀(255)에 삽입되는 제 3고정봉(1000)을 더 포함할 수 있다. 제 3고정홀(255)에 제 3고정봉(1000)이 결합됨으로써, 상하방향으로 적층되는 단위 내화블럭들이 보다 정확한 위치에 결합되도록 기준점을 잡을 수 있다. 한편, 단위 내화블럭이 입구 내화블럭의 제 1고정홀(390) 상에 위치하는 경우, 상기 제 3고정홀(255)에는 제 1고정홀(390)에 결합된 제 1고정봉(미도시)이 삽입되어 결합될 수 있다. 입구 내화블럭과 수평면상에서 동일선상에 포함되어 있는 단위 내화블럭들의 경우 상기 설명과 같이, 입구 내화블럭에 결합되어 기준점을 잡은 상태에서 서로 연결되어 정확한 위치에 결합될 수 있는데, 입구 내화블럭의 상측에 배치되는 단위 내화블럭들은 기준을 잡기 어려울 수 있는데, 상기 제 1고정홀(390) 결합되는 제 1고정봉(미도시)에 제 3고정홀(255)이 결합됨으로써, 기준을 잡을 수 있다.
한편, 인접하는 단위 내화블럭들 사이의 제 3고정홀(255) 간의 제 1폭은, 상기 입구 내화블럭과 결합되는 단위 내화블럭의 제 1고정홀과 제 3고정홀 간의 제 2폭과 동일하고, 인접하는 복수의 제 1고정홀(390) 사이의 제 3폭과 동일한 것을 특징으로 할 수 있다. 이에 따라, 상기 설명과 같이, 입구 내화블럭의 상단이나 하단에 배치되는 단위 내화블럭들이 이격되지 않고 정확한 위치에 결합되도록 할 수 있다.
단위 내화블럭들은 입구 내화블럭을 기준으로 제 1층이 결합되고, 제 1층에서의 결합은 서로의 단위 함몰 결합부와 단위 돌출 결합부의 결합에 의해 자연스럽게 위치 및 결합 형태가 결정되어, 서로 간의 결합에 의해 제 1층에서 원형의 수평단면 형상을 구현하도록 배치될 수 있다. 이후 제 3고정봉(1000)에 의해 제 1층의 상부인 제 2층에 형성되는 단위 내화블럭들이 정확한 위치에 배치되도록 할 수 있으며, 제 3고정봉(100)에 의해 단위 대화블럭들이 배치된 후 위치가 변경되는 것을 방지하여 환원로의 내구성을 향상시키면서도, 내부의 합성가스가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 이하에서는 도 16 내지 23을 참조하여, 본 발명의 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 결합되어 환원로를 형성하는 과정을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 16에는 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로를 제작하는 과정을 개략적으로 나타낸 사시도가 도시되어 있으며, 도 17에는 도 16의 과정을 하부에서 상부를 향하여 바라본 사시도가, 도 18에는 도 16의 과정을 정면 방향에서 바라본 정면도가, 도 19에는 도 16의 과정을 측면 방향에서 바라본 정면도가, 도 20에는 도 16의 과정을 상부 방향에서 아래를 향하여 바라본 평면도가 도시되어 있다. 또한, 도 21에는 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로의 내화층이 개략적으로 완성된 모습을 측면에서 바라본 도면이 도시되어 있고, 도 22에는 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로의 내화층이 개략적으로 완성된 모습을 폐기물 투입구 방향에서 바라본 도면이 도시되어 있으며, 도 23에는 본 발명의 일 실시예에 따라 입구 내화블럭과 단위 내화블럭이 조립되어 환원로의 내화층이 개략적으로 완성된 모습을 상부 방향에서 아래를 향하여 바라본 평면도가 도시되어 있다.
우선, 도 16 내지 20을 참조하면, 도 16 내지 20에서는 입구 내화블럭(300)에 단위 내화블럭(200)이 하나의 층을 형성하는 것이 나타나 있다. 입구 내화블럭(300)이 서로 결합하여 위치를 결정하면, 입구 내화블럭(300)의 일 측면에 위치하는 기준 돌출 결합부와 기준 함몰 결합부에 단위 내화블럭이 결합되고, 이에 인접하여 연속적으로 단위 내화블럭이 서로의 단위 돌출 결합부와 단위 함몰 결합부끼리 결합하여 수평단면 상으로 원형의 공간이 형성되도록 할 수 있는 것이다.
이후, 도 21 내지 23과 같이, 단위 내화블럭을 위로 점차 쌓아가면, 내부에 빈 반응공간이 형성된 반응로를 제작할 수 있고, 입구 내화블럭을 통해 폐기물 투입구 방향으로 폐기물이 유입되어 반응공간으로 연결되도록 할 수 있다. 본 발명의 경우 입구 내화블럭에 의해 폐기물 투입구로부터 반응로 내부 반응공간으로 폐기물 유입이 가능하도록 하면서도 입구 내화블럭을 통해 단위 내화블럭들이 결합될 수 있는 기준을 잡을 수 있고, 보다 정교하게 반응로를 제작할 수 있다.
도 24는 도 13의 단위 내화블럭을 뒤집은 상태로 나타낸 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 25에는 단위 내화블럭을 뒤집은 상태에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 내화블럭을 나타낸 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 26에는 도 25의 단위 내화블럭이 뒤집어지지 않는 상태에서 바라본 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
즉, 도 24는 도 25 및 26의 설명의 편의를 위해 도 13의 단위 내화블럭을 뒤집은 상태를 나타낸 것이다. 도 25 및 26을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 내화블럭은 상기 하단 커버(245)의 후면에서 서로 이격되어 돌출되어 형성되어 상기 하단 커버(245)의 후면을 지지하는 보강부(260), 및 상기 상단 단턱(235)에 함몰되어 형성되어 상기 보강부(260)가 삽입되도록 하는 계합부(265)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 하단 커버(245)의 경우 상대적으로 다른 부위에 비해 얇은 두께를 가지고 있어 파손에 취약할 수 있는데, 보강부(260)를 형성함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 보강부(260)의 형상에 대응하도록 함몰된 계합부(265)를 형성함으로써, 보다 정교하게 단위 내화블럭들이 상하방향으로 결합되도록 할 수 있다.
한편, 도 27에는 단위 내화블럭을 뒤집은 상태에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 내화블럭을 나타낸 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 26과는 달리 도 27의 경우 상기 보강부(260)는 하단 커버(245)의 끝단까지 형성될 수 있다.
도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다.
도 28을 참조하면, 상기 단위 내화블럭은 상기 제 1면(230) 상에 형성되고, 상기 빈 반응공간(C)을 향하여 돌출하여 형성되되 상하방향으로 형성된 제 1라인(270) 및 좌우방향으로 형성된 제 2라인(280)을 더 포함하고, 또한, 상기 제 1라인(270) 및 상기 제 2라인(280)은 서로 교차하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제 1라인(270) 및 상기 제 2라인(280)은 복수개로 형성될 수 있으며, 비제한적으로 서로 교차함으로써, 격자형을 형성할 수 있다.
내화블럭들과 달리 상기 제 1코팅층(100)은 형성과정 중 액체나 슬러지 상태로 코팅이 되는데, 상하방향으로 형성된 내화블럭들과 중력에 의해 제 1코팅층(100)의 성분들이 아래 방향을 향하여 흘러내릴 수 있다. 따라서, 상기 제 2라인(280)을 형성함으로써, 아래 방향으로 향하는 제 1코팅층(100)에 일종의 장애물을 두어 아래 방향으로 향하는 제 1코팅층(100)을 최대한 방지할 수 있고, 제 1라인(270) 및 제 2라인(280)을 서로 교차하여 형성함으로써, 작은 단위 격자를 형성할 수 있고, 이에 따라 작은 보다 균일하게 제 1코팅층(100)이 형성되도록 할 수 있다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다. 도 30은 도 29의 단위 내화블럭을 측면에서 바라본 우측면도이다.
도 29 및 30을 참조하면, 상기 단위 내화블럭은 상기 제 1면(230) 상에서 상기 하단 커버(245)의 가장 하단에 형성되고, 상기 빈 반응공간(C)을 향하여 돌출하여 형성되되 좌우방향으로 형성된 제 3라인(290)을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제 3라인(290)은 상기 제 1라인(270)과 제 2라인(290)과 같이 아래 방향으로 향하여 제 1코팅층(100)이 균일하지 않게 도포되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 제 3라인(290)은 하단 커버(245)의 가장 하단에 형성됨으로써, 제 1코팅층(100)을 도포하는 과정 중 제 1코팅층(100)의 성분이 하단 커버와 상단 다턱 사이의 공간으로 침투하여 소실되는 것을 최대한 방지할 수 있다. 도면으로 도시하진 않았으나, 상기 제 1라인(270), 제 2라인(280) 및 제 3라인(290)은 서로 혼용되어 형성될 수 있으며, 모두 동시에 형성될 수 있다.
도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환원로에 적용되는 단위 내화블럭의 개략적인 사시도이다. 도 32는 도 31의 단위 내화블럭을 측면에서 바라본 우측면도이다.
도 31 및 32를 참조하면, 상기 단위 내화블럭의 상기 하단 커버(247)의 후면은 상부로 갈수록 폭이 넓어지도록 경사지게 형성되고, 상기 상단 단턱(237)은 함몰된 부분이 하단으로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 하단 커버(247)는 돌출된 부분과 돌출된 부분이 상대적으로 얇은 폭을 가짐에 의해 결합되는 과정 중, 혹은 환원로를 사용하는 과정 중 쉽게 파손이 발생할 수 있는데, 하단 커버의 후면이 상부로 갈수록 폭이 넓어지도록 경사지게 하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 내화블럭을 측면에서 바라본 우측면도이다.
도 33을 참조하면, 상기 단위 내화블럭은 상기 하단 커버(245)를 포함하는 제 1부분(200-A)과 상기 상단 단턱(235)을 포함하는 제 2부분(200-B)으로 구분되고, 상기 제 1부분(200-A)의 경도는 상기 제 2부분(200-B)의 경도에 비해 경도가 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다. 단위 내화블럭의 하단 커버(245)의 경우 상대적으로 돌출된 부분에 의해 파손이 쉽게 발생할 수 있는데, 하단 커버(245)를 포함하는 제 1부분(200-A)의 경도를 제 2부분(200-B)의 경도에 비해 더 크게 하여 상대적인 경도 차이를 둠으로써, 상부에 위치하는 단위 내화블럭과 하부에 위치하는 단위 내화블럭이 결합될 때에 서로간의 동일한 경도에 의해 하단 커버(245)가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 상단 단턱(230)의 경우 일부 파손이 발생하더라도 반응공간과 직접적으로 마주하는 위치가 아니라 환원로를 사용함에 있어, 영향을 적게 미칠 수 있는데, 하단 커버(245)의 경우 상단 단턱(235)에 비해 파손될 경우 상대적으로 더욱 많은 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명과 같이, 포함하는 제 1부분(200-A)의 경도를 제 2부분(200-B)의 경도에 비해 더 크게 하단 커버(245)의 손상을 최소화할 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.
C: 빈 반응공간
10: 환원로
11: 폐기물 투입구
12: 혼합가스 배출부
13: 잔류물 배출부
20: 합성가스 공급부
30: 정제부
40: 리사이클링부
50: 수처리부
60: 잔류물 처리부
100: 제 1코팅층
200: 단위 내화블럭
215: 단위 내화블럭의 단위 돌출 결합부
210: 단위 내화블럭의 타 측면
220: 단위 내화블럭의 일 측면
200-A: 단위 내화블럭의 제 1부분
200-B: 단위 내화블럭의 제 2부분
225: 단위 내화블럭의 단위 함몰 결합부
230: 단위 내화블럭의 제 1면
235, 237: 단위 내화블럭의 상단 단턱
245, 247: 단위 내화블럭의 하단 커버
255: 제 3고정홀
260, 261: 단위 내화블럭의 보강부
265: 단위 내화블럭의 계합부
270: 단위 내화블럭의 제 1라인
280: 단위 내화블럭의 제 2라인
290: 단위 내화블럭의 제 3라인
300, 301, 302, 303, 304: 입구 내화블럭
315, 316: 기준 함몰 결합부
325, 326: 기준 돌출 결합부
330, 331: 입구 내화블럭의 제 1면
335, 336: 입구 내화블럭의 상단 단턱
360, 361: 주입 고정부
365, 366: 주입 고정 함몰부
375, 376: 주입 고정 돌출부
385, 386: 기준라인
390, 391: 제 1고정홀
395, 396, 제 2고정홀
400: 제 2코팅층
500: 제 1단열층
600: 제 3코팅층
700: 제 2단열층
800: 제 4코팅층
900: 케이스
1000: 제 1고정봉
10: 환원로
11: 폐기물 투입구
12: 혼합가스 배출부
13: 잔류물 배출부
20: 합성가스 공급부
30: 정제부
40: 리사이클링부
50: 수처리부
60: 잔류물 처리부
100: 제 1코팅층
200: 단위 내화블럭
215: 단위 내화블럭의 단위 돌출 결합부
210: 단위 내화블럭의 타 측면
220: 단위 내화블럭의 일 측면
200-A: 단위 내화블럭의 제 1부분
200-B: 단위 내화블럭의 제 2부분
225: 단위 내화블럭의 단위 함몰 결합부
230: 단위 내화블럭의 제 1면
235, 237: 단위 내화블럭의 상단 단턱
245, 247: 단위 내화블럭의 하단 커버
255: 제 3고정홀
260, 261: 단위 내화블럭의 보강부
265: 단위 내화블럭의 계합부
270: 단위 내화블럭의 제 1라인
280: 단위 내화블럭의 제 2라인
290: 단위 내화블럭의 제 3라인
300, 301, 302, 303, 304: 입구 내화블럭
315, 316: 기준 함몰 결합부
325, 326: 기준 돌출 결합부
330, 331: 입구 내화블럭의 제 1면
335, 336: 입구 내화블럭의 상단 단턱
360, 361: 주입 고정부
365, 366: 주입 고정 함몰부
375, 376: 주입 고정 돌출부
385, 386: 기준라인
390, 391: 제 1고정홀
395, 396, 제 2고정홀
400: 제 2코팅층
500: 제 1단열층
600: 제 3코팅층
700: 제 2단열층
800: 제 4코팅층
900: 케이스
1000: 제 1고정봉
Claims (15)
- 내부에 빈 반응공간으로 환원공간이 마련되고, 상기 빈 반응공간을 둘러싸도록 형성되고 복수의 결합된 내화블럭을 포함하는 내화층;, 상기 내화층 내측의 상기 빈 반응공간과 마주하는 표면에 코팅되어 형성되고, 산화알루미늄(Al2O3) 90중량% 내지 98중량%의 범위 및 잔량의 실리카바인더와 세라믹 섬유를 포함하는 제 1코팅층;, 상기 내화층의 외측에 배치된 제 1단열층;, 상기 제 1단열층의 외측에 배치된 제 2단열층; 및 상기 제 2단열층의 외측에 배치된 케이스;를 포함하는 반응로;
상기 반응로의 일 측벽을 통해 유기성 폐기물이 유입되도록 외부와 연통하는 폐기물 투입구;
상기 반응로 내부에 산소와 수소를 포함하는 합성가스를 공급하면서 발화에 의해 열을 가하는 적어도 하나 이상의 가스공급부;
상기 반응로 상단에 배치되고, 상기 반응로 내부에서 폐기물이 환원처리되어 발생된 환원가스를 배출하는 환원가스 배출부; 및
상기 반응로 하단에 배치되고, 상기 반응로 내부에서 용융된 무기물이 용융되어 배출되는 무기물 배출부;를 포함하고,
상기 폐기물 투입구의 내측은 상기 내화층이 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하되,
상기 내화블럭은
상기 빈 반응공간에서 연장되어 형성되고, 수직선상에서 내측에 빈 원형의 공간이 형성됨으로써 외부와 연통하는 상기 폐기물 투입구를 형성하는 복수의 입구 내화블럭; 및 상기 입구 내화블럭의 일부에서 연장되어 형성되고, 동일 수평선상에서 상기 입구 내화블럭의 일단에서 타단으로 연결되어 수평선상에서 내측에 빈 원형의 공간이 형성됨으로써 상기 빈 반응공간의 일부를 형성하는 복수의 단위 내화블럭;을 포함하고,
상기 입구 내화블럭은 일 측면에서 함몰되어 형성되면서 상하방향으로 형성된 기준 함몰 결합부 및 타 측면에서 상기 기준 함몰 결합부와 대응되는 형상으로 요철(凹凸) 결합될 수 있도록 돌출되어 형성되면서 상하방향으로 형성된 기준 돌출 결합부를 포함하고,
상기 단위 내화블럭은 일 측면에서 함몰되어 형성되면서 상하방향으로 형성되어 상기 기준 돌출 결합부의 일부에 결합되는 단위 함몰 결합부 및 타 측면에서 돌출되어 형성되면서 상하방향으로 형성되어 상기 기준 함몰 결합부의 일부에 결합되는 단위 돌출 결합부를 포함하고,
상기 복수의 단위 내화블럭 중 일부 단위 내화블럭은 상기 단위 돌출결합부가 상기 기준 함몰 결합부에 결합되고, 다른 일부 단위 내화블럭은 상기 단위 함몰 결합부가 상기 기준 돌출 결합부에 결합되고, 나머지 단위 내화블럭은 각각 단위 함몰 결합부와 단위 돌출 결합부가 순차적으로 상기 입구 내화블럭에 결합된 단위 내화블럭의 단위 돌출 결합부와 단위 함몰결합부에 결합됨으로써, 수평단면 상에서 내측에 원형의 공간을 형성하고,
상기 복수의 단위 내화블럭은 상하방향으로 적층되는 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 입구 내화블럭은 상기 폐기물 투입구 방향으로 향하도록 돌출하여 형성된 주입 고정부를 포함하되, 상기 복수의 입구 내화블럭이 결합되면 상기 주입 고정부는 상기 폐기물 투입구의 단면 형상에 대응하도록 형성되고,
상기 주입 고정부의 일 단에는 돌출되어 형성되면서 좌우방향으로 형성된 주입 고정 돌출부 및 타 단에는 상기 주입 고정 돌출부와 대응되는 형상으로 요철(凹凸) 결합될 수 있도록 함몰되어 형성되면서 좌우방향으로 형성된 주입 고정 함몰부를 포함하되,
상기 입구 내화블럭은 서로 인접하는 주입 고정 돌출부와 주입 고정 함몰부가 결합하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 1항에 있어서,
상기 입구 내화블럭은 상기 단위 내화블럭이 결합됨에 의해 수평방향에서 상기 단위 내화블럭의 외곽라인에 의해 형성되는 가상의 원형의 기준선을 기준으로 내측에 형성되되 상하방향으로 관통하는 복수의 제 1고정홀, 및 상기 가상의 원형의 기준선을 기준으로 외측에 형성되되 상하방향으로 관통하는 제 2고정홀을 더 포함하고,
상기 제 1고정홀에 삽입되는 제 1고정봉, 및 제 2고정홀에 삽입되는 제 2고정봉을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 5항에 있어서,
상기 입구 내화블럭은 상기 가상의 원형의 기준선에 맞춰 상측으로 돌출한 기준라인을 더 포함하고,
상기 내화층은 상기 기준라인 내측에 형성되고, 상기 제 1단열층은 상기 기준라인 외측에 형성되는 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 5항에 있어서,
상기 단위 내화블럭은 상하방향으로 관통하는 제 3고정홀을 더 포함하고,
상기 제 3고정홀에 삽입되는 제 3고정봉을 더 포함하되,
인접하는 단위 내화블럭들 사이의 제 3고정홀 간의 제 1폭은, 상기 입구 내화블럭과 결합되는 단위 내화블럭의 제 1고정홀과 제 3고정홀 간의 제 2폭과 동일하고, 인접하는 복수의 제 1고정홀 사이의 제 3폭과 동일한 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 1항에 있어서,
상기 단위 내화블럭은 상기 빈 반응공간과 마주하는 제 1면, 상기 제 1면에서 하단을 향하여 돌출한 하단 커버 및 상기 제 1면의 상단에서 상기 하단 커버에 대응되는 형상으로 함몰되어 형성된 상단 단턱을 포함하되,
상하 방향으로 배치된 단위 내화블럭은 상부의 단위 내화블럭의 하단 커버가 인접하는 하부에 위치하는 단위 내화블럭의 상단 단턱에 결합되는 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 8항에 있어서,
상기 단위 내화블럭은 상기 하단 커버의 후면에서 서로 이격되어 돌출되어 형성되어 상기 하단 커버의 후면을 지지하는 보강부, 및 상기 상단 단턱에 함몰되어 형성되어 상기 보강부가 삽입되도록 하는 계합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 8항에 있어서,
상기 단위 내화블럭은 상기 제 1면 상에 형성되고, 상기 빈 반응공간을 향하여 돌출하여 형성되되 상하방향으로 형성된 제 1라인 및 좌우방향으로 형성된 제 2라인을 더 포함하고,
상기 제 1라인 및 상기 제 2라인은 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 8항에 있어서,
상기 단위 내화블럭은 상기 제 1면 상에서 상기 하단 커버의 가장 하단에 형성되고, 상기 빈 반응공간을 향하여 돌출하여 형성되되 좌우방향으로 형성된 제 3라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 8항에 있어서,
상기 단위 내화블럭의 상기 하단 커버의 후면은 상부로 갈수록 폭이 넓어지도록 경사지게 형성되고, 상기 상단 단턱은 함몰된 부분이 하단으로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 8항에 있어서,
상기 단위 내화블럭은 상기 하단 커버를 포함하는 제 1부분과 상기 상단 단턱을 포함하는 제 2부분으로 구분되고, 상기 제 1부분의 경도는 상기 제 2부분의 경도에 비해 경도가 더 큰 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 1항에 있어서,
상기 내화층과 상기 제 1단열층 사이에 배치되는 제 2코팅층;,
상기 제 1단열층과 상기 제 2단열층 사이에 배치되는 제 3코팅층; 및
상기 제 2단열층과 상기 케이스 사이에 배치되는 제 4코팅층;을 더 포함하고, 상기 제 2코팅층 내지 제 4코팅층은 상기 제 1코팅층과 동일한 성분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로. - 제 1항, 및 제 4항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로를 포함하고,
상기 환원로의 상기 폐기물 투입구에 폐기물을 제공하는 원료제공부;
상기 환원로에서 환원처리되어 상기 환원가스 배출부를 통해 배출된 혼합가스를 정제하는 정제부;
상기 정제부에 의해 분리되어 재사용이 가능한 원료를 포함하는 물질을 별도로 저장하는 리사이클링부;
상기 정제부에 의해 분리되어 소금을 포함하는 물질을 처리하는 수처리부; 및
상기 무기물 배출부를 통해 배출된 용융된 무기물을 저장하는 잔류물 처리부;를 포함하는 환원 가스화 처리 장치.
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| KR1020210080292A KR102296662B1 (ko) | 2021-06-21 | 2021-06-21 | 폐기물의 환원 가스화 처리 장치용 환원로 및 이를 포함하는 환원 가스화 처리 장치 |
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