KR102453250B1

KR102453250B1 - 오염토양 세척시스템

Info

Publication number: KR102453250B1
Application number: KR1020220049817A
Authority: KR
Inventors: 정민교; 김정훈; 정지예; 원정옥; 임종혁; 김성현; 김세현
Original assignee: 주식회사 에코프라임
Priority date: 2022-04-22
Filing date: 2022-04-22
Publication date: 2022-10-12

Abstract

본 발명은 오염토를 분쇄하는 분쇄기; 분쇄된 오염토가 유입되어 산소 및 스팀과 산화반응을 통해 오염토로부터 유류를 제거하고 세척을 하는 유류제거 및 세척장치; 상기 유류제거 및 세척장치로부터 공급되는 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 분급 및 세척장치; 상기 분급 및 세척장치로부터 이송되는 토양과 세척제가 혼합 교반되고 교반된 오염토를 세척액과 고압으로 분사하여 세척하는 미립자 세척장치; 상기 미립자 세척장치로부터 공급되는 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 2차 분급 및 세척장치; 2차 분급 및 세척장치로부터 공급되는 토양에서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 고액분리장치; 상기 고액분리장치로부터 공급되는 토양과 세척제가 투입되고 토양입자가 침전되는 침사조; 상기 침사조에서 침전된 토양과 분리된 세척액이 유입되어 여과되는 여과장치;를 포함하는 오염토양 세척시스템에 관한 것이다.

Description

오염토양 세척시스템{CONTAMINATED SOIL CLEANING SYSTEM}

본 발명은 오염토양의 입도에 따라 순차적으로 분급 및 세척공정, 미립자 세척공정, 미립자 고액분리공정 등을 수행하여 오염토양에서 오염물질을 효과적으로 세척 제거할 수 있으며, 특히 유류를 포함하는 오염물질의 정화가 가능한 시스템에 관한 것이다.

급속한 산업발전과 인간생활의 결과에 의해 여러 오염물질이 토양을 오염시키고 있는 실정으로서 유기물, 무기염류 및 유류 등이 토양을 오염시키고 있다. 유기물은 토양중의 미생물 등에 의해 분해되고, 무기염류도 비에 용해되기 때문에 그다지 문제가 되지는 않는다.

그러나, 유류에 의해 오염된 토양은 오염물질이 물에 잘 녹지 않고 토양에 계속 잔류·축적되어가기 때문에 토양오염은 더욱 가중되고, 결국은 이러한 오염물질이 여러 경로를 거쳐 인체 내에 축적되어 여러 질병을 유발하는 문제가 발생되었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 일반적으로 오염된 토양을 생물학적 처리방법, 누출 차폐기술 및 열적 처리 방법 등이 있으나 이러한 방법들은 현장조건에 많은 영향과 제약을 받을 뿐 아니라 그 처리 비용이 매우 많이 소요된다.

또한 유류 오염토양의 정화방법 중의 한가지 방법으로 토양세척기법이 적용되고 있다. 그러나 아직까지 유류 오염토양에 대한 세척기법 적용시 세척효율이 크지 않은 문제점을 가지고 있다.

대한민국 특허공개 제10-2012-0064806호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 유류를 포함하는 오염토에 대한 정화효율을 향상시킨 오염토양 세척시스템을 제공하고자 함이다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 오염토양 세척시스템(이하, “본 발명의 시스템”이라함)은, 오염토를 분쇄하는 분쇄기; 분쇄된 오염토가 유입되어 산소 및 스팀과 산화반응을 통해 오염토로부터 유류를 제거하고 세척을 하는 유류제거 및 세척장치; 상기 유류제거 및 세척장치로부터 공급되는 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 분급 및 세척장치; 상기 분급 및 세척장치로부터 이송되는 토양과 세척제가 혼합 교반되고 교반된 오염토를 세척액과 고압으로 분사하여 세척하는 미립자 세척장치; 상기 미립자 세척장치로부터 공급되는 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 2차 분급 및 세척장치; 2차 분급 및 세척장치로부터 공급되는 토양에서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 고액분리장치; 상기 고액분리장치로부터 공급되는 토양과 세척제가 투입되고 토양입자가 침전되는 침사조; 상기 침사조에서 침전된 토양과 분리된 세척액이 유입되어 여과되는 여과장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로써, 상기 2차 분급 및 세정장치 후단에는 토양이 수용되는 저장탱크와, 상기 저장탱크로부터 공급되는 토양을 세척하면서 미립자의 토양을 분리하는 하이드로 사이클론과, 상기 하이드로 사이클론에서 이송된 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 탈수스크린을 포함하여 구성되는 3차 분급 및 세정장치가 더 구성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로써 상기 유류제거 및 세척장치는, 상단에 오염토, 산소 및 스팀을 반응시켜 오염토로부터 유류를 기화시켜 제거하는 유류제거부; 상기 유류제거부와 유로를 통해 하방향으로 연통하여 오염토 및 유류의 기화에 의해 생성되는 반응가스가 유입되도록 하고 유입된 오염토 및 반응가스에 물을 분사하여 세척하는 분사관이 형성된 세척부; 상기 세척부 상부에서 가스유동공이 형성되며 하방향으로 직경이 커지는 격벽에 의해 상기 세척부와 구획되고 내부에 접촉층이 형성되며 접촉층 상부에 염소산나트륨 용액을 분사하는 반응액분사관이 형성된 접촉반응부;가 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 분사관은 직경을 달리하는 링형으로 구성되며 상기 격벽 및 상기 세척부의 내주연에 복수로 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 분사관은 나선형으로 상기 격벽 및 상기 세척부의 내주연에 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 분사관은 물을 하방향 및 중심방향으로 분사하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 격벽 하부에는 내부에 공간이 형성되도록 하며 하면에 제 2가스유동공이 형성되도록 하는 외부격벽과, 상기 세척부 내주연에서 상기 공간으로 돌출되며 끝단이 상기 외부격벽의 측면과 이격을 형성하는 유도단과, 상기 공간에 연통하며 상기 세척부 외주연에 구성되는 반응액저장부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 격벽은 상단부에 평판부가 구성되고 평판부와 연하여 복수의 가스유동공이 형성되도록 타공부가 구성되며, 상기 유도단은 끝단이 상기 평판부와 대향하는 위치에서 상기 외부격벽의 측면과 이격을 형성하도록 하고 타 끝단부에 유도홀이 형성되며, 상기 외부격벽의 하면은 상기 유도홀에 대향하는 위치에서 제 2평판부가 구성되고 상기 제 2평판부와 연하여 복수의 제 2가스유동공이 형성되도록 제 2타공부가 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 유도단의 끝단부에는 스프링과 무게추로 구성된 가진구가 더 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 시스템은, 오염토양의 입도에 따라 순차적으로 분급 및 세척공정, 미립자 세척공정, 미립자 고액분리공정 등을 수행하여 오염토양에서 오염물질을 효과적으로 세척 제거할 수 있으며, 특히 유류를 포함하는 오염물질의 정화가 가능한 장점이 있다.

또한 정화과정에서 발생되는 세척액 및 가스의 정화처리도 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 시스템을 나타내는 개략도이고,
도 2는 본 발명의 시스템의 작동상태를 나타내는 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 구성으로 유류제거 및 세척장치의 기본예를 도시한 측단면도이고,
도 4 및 도 5는 유류제거 및 세척장치의 일 구성으로서 분사관의 실시예들을 도시한 단면도이고,
도 6 및 도 7은 유류제거 및 세척장치의 일 실시예를 나타내는 단면도 및 작동상태도이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 시스템(100)은 도 1에서 보는 바와 같이 오염토를 분쇄하는 분쇄기(110); 분쇄된 오염토가 유입되어 산소 및 스팀과 산화반응을 통해 오염토로부터 유류를 제거하고 세척을 하는 유류제거 및 세척장치(120(1)); 상기 유류제거 및 세척장치(120(1))로부터 공급되는 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 분급 및 세척장치(130); 상기 분급 및 세척장치(130)로부터 이송되는 토양과 세척제가 혼합 교반되고 교반된 오염토를 세척액과 고압으로 분사하여 세척하는 미립자 세척장치(140); 상기 미립자 세척장치(140)로부터 공급되는 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 2차 분급 및 세척장치(150); 2차 분급 및 세척장치(150)로부터 공급되는 토양에서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 고액분리장치(170); 상기 고액분리장치(170)로부터 공급되는 토양과 세척제가 투입되고 토양입자가 침전되는 침사조(180); 상기 침사조(180)에서 침전된 토양과 분리된 세척액이 유입되어 여과되는 여과장치(190);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분쇄기(110)는 오염토양을 교반하여 후단에서 세척효율을 높이고자 하는 것이다. 상기 분쇄기(110)는 도면에서 보는 바와 같이 교반기(110-1)에서 충분히 교반하여 분쇄된 오염토를 후단의 유류제거 및 세척장치(120)로 이송하는 스크류컨베이어(110-2)로 구성된다.

상기 유류제거 및 세척장치(120(1))는 분쇄된 오염토가 유입되어 산소 및 스팀과 산화반응을 통해 오염토로부터 유류를 제거하고 세척을 하는 구성으로 그 상세는 이하에서 설명한다.

상기 분급 및 세척장치(130)는 상기 유류제거 및 세척장치(120(1))로부터 공급되는 유류가 제거된 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 구성에 해당한다.

상기 분급 및 세척장치(130)는 상기 유류제거 및 세척장치(120(1))로부터 공급되는 유류가 제거된 토양을 이송 공급하는 이송기(130-1)와, 공급되는 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 진동 탈수스크린(130-2)으로 구성되며, 이송기(130-1)를 통하여 공급되는 토양에 세척액이 고압 분사되어 세척과정이 진행되면서 토양입자가 세척 분리된다. 상기 분급 및 세척장치(130)에서 분리되는 세척된 토양입자는 예로 8 내지 50mm 이상의 토양입자일 수 있다.

상기 미립자 세척장치(140)는 상기 분급 및 세척장치(130)로부터 이송되는 토양과 세척제가 혼합 교반되고 교반된 오염토를 세척액과 고압으로 분사하여 세척하는 구성에 해당한다.

상기 미립자 세척장치(140)는, 도면에서 보는 바와 같이 토양과 세척제가 혼합 교반되는 교반탱크(140-1)와, 교반된 토양을 세척액과 고압으로 분사하여 세척하는 토양세척기(140-2)로 구성되며, 여기서 교반탱크(140-1)는 모터의 구동으로 교반날개가 회전하여 이송된 토양과 세척제를 균일하게 혼합될 수 있도록 하는 것이다. 이렇게 교반된 토양은 토양세척기(140-2)에서 펌프로부터 세척액이 고압 분사되는 벤투리관으로 흡입되어 세척액과 함께 고압 분사되면서 토양입자에 흡착된 오염물질이 탈착하여 세척된다.

상기 2차 분급 및 세척장치(150)는 상기 미립자 세척장치(140)에서 이송된 토양이 더블 스크류가 회전하여 토양입자를 상호 마찰시켜 흡착된 오염물질을 탈착 세척하는 마찰세정기(150-1)와 탈수스크린(150-2)으로 구성된다.

상기 2차 분급 및 세척장치(150)는 상기 미립자 세척장치(140)에서 이송된 토양에서 예로 3 내지 8mm 이상의 토양입자를 분리하고, 토양입자를 진동 탈수하여 분리하는 과정에서 토양입자가 상호 마찰되면서 흡착된 오염물질이 탈착되면서 세척이 이루어지도록 하는 것이다.

상기 2차 분급 및 세척장치(150) 후단에는 3차 분급 및 세척장치(160)가 더 구성될 수 있는데, 상기 3차 분급 및 세척장치(160)는 2차 분급 및 세척장치(150)에서 이송된 토양이 수용되는 1차 저장탱크(160-1)와, 상기 1차 저장탱크(160-1)로부터 공급되는 토양을 세척하면서 미립자의 토양을 분리하는 1차 하이드로 사이클론(160-2)과, 상기 1차 하이드로 사이클론(160-2)에서 이송된 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 탈수스크린(160-5)으로 구성될 수 있다.

상기 1차 저장탱크(160-1)에서 펌프를 통하여 세척액이 혼합된 토양이 1차 하이드로 사이클론(160-2)에 주입되고, 상기 1차 하이드로 사이클론(160-2)에서 와류에 의한 세척과정이 진행되면서 미립자의 토양이 분리되고, 미립자가 분리된 토양은 탈수스크린(160-5)으로 공급되어 예로 1 내지 3mm 이상의 토양입자가 분리되면서 마찰작용으로 오염물질이 탈착되어 세척이 이루어지도록 한다.

상기에서 3차 분급 및 세척장치(160)는 미립자의 토양을 효과적으로 분리하기 위한 방안으로, 1차 하이드로 사이클론(160-2)에서 토양이 수용되는 2차 저장탱크(160-3)와, 상기 2차 저장탱크(160-3)로부터 공급되는 토양을 세척하면서 미립자의 토양을 분리하는 2차 하이드로 사이클론(160-4)이 더 구성될 수 있다.

상기 고액분리장치(170)는 상기 3차 분급 및 세척장치(160)에서 이송된 토양이 수용되는 저장탱크(170-1)와, 상기 저장탱크(170-1)로부터 공급되는 토양에서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 스크류 데칸터(170-2)로 구성될 수 있으며, 상기 스크류 데칸터(170-2)에서는 예로 0.02 내지 1mm 이상의 토양입자가 분리되도록 할 수 있다.

상기 침사조(180)는 상기 고액분리장치(170)에서 이송된 토양과 세척액이 수용되며, 가능한 다량의 토양입자와 세척액이 수용될 수 있도록 큰 용량으로 구비되고, 세척제가 투입되어 오염물질의 분해 반응을 촉진하며, 비중이 큰 토양입자가 침전되도록 하는 것이다.

상기 여과장치(190)는 상기 침사조(180)에서 침전된 토양과 분리된 세척액이 유입되어 여과되도록 하는 구성에 해당한다.

상기 여과장치(190)는 샌드필터(190-1)와, 카본필터(190-2)(190-4)와, 공정수저장조(190-3)로 구성되며, 세척액이 여러개의 샌드필터(190-1)와 카본필터(190-2)(190-4)를 통과하면서 오염물질이 흡착 제거되고, 정화된 세척액은 방류되는 한편 공정수저장조(190-3)에 수용되어 세척시스템의 공정수로 재활용 되도록 할 수 있는 것이다.

상기 유류제거 및 세척장치(1)는 도 3에서 보는 바와 같이 상단에 오염토, 산소 및 스팀을 반응시키는 유류제거부(11); 상기 유류제거부(11)와 유로(131)를 통해 하방향으로 연통하여 오염토 및 유류의 기화에 의해 생성되는 반응가스가 유입되도록 하고 유입된 오염토 및 반응가스에 물을 분사하여 세척하는 분사관(121)이 형성된 세척부(12); 상기 세척부(12) 상부에서 가스유동공(132-1)이 형성되며 하방향으로 직경이 커지는 격벽(132)에 의해 상기 세척부(12)와 구획되며 내부에 접촉층(133)이 형성되고 접촉층(133) 상부에 염소산나트륨을 분사하는 반응액분사관이 형성된 접촉반응부(13);가 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 유류제거부(11)는 오염토, 스팀 및 산소가 유입되어 산화반응이 이루어지도록 하는 구성에 해당한다.

상기 유류제거부(11)에서는 부분산화가 일어날 수 있도록, 완전 연소에 필요한 산소량보다 적은 양을 주입하는 것이 타당하다. 오염토에 함유된 유류를 완전 연소하게 되면, NOx, SOx 등의 대기오염 가스가 생성되어 배출되게 되어 바람직하지 않다. 따라서, 불완전 연소, 즉 부분산화가 되도록 산소 반응 조건을 조절하여야 한다.

즉 오염토는 상기 유류제거부(11)로 주입되며, 동시에 주입되는 산소 및 스팀과 접촉하여 산화반응을 하게 된다. 상기 유류제거부(11) 내로 주입되는 오염토와 산소는 스팀과 간접 열교환 방법으로 가온되어 공급될 수도 있다.

또한 유류제거부(11) 내로 주입되는 오염토와 산소는 유류제거부(11) 내의 압력보다 높게 가압되어 주입되는 것이 바람직하다. 유류제거부(11) 내에서 원료인 토양에 함유된 유류는 산소 및 스팀과 접촉하여 연소 및/또는 열분해를 거치게 되며, 부분산화 반응을 통해 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 질소, 수소, 암모니아, 황화수소 및/또는 수증기를 포함하는 반응가스로 전환 생산된다.

한편 유류 오염토양은 상기 반응을 거치면서 함유된 유류가 반응가스로 전환 제거되어 오염토로부터 유류가 분리된 정화토로서 생산된다. 이때 고온에 의한 토양의 유리질화를 방지하기 위해서, 부분 산화 반응의 반응 온도가 최대 1200℃가 넘지 않도록, 바람직하게는 200 내지 800℃가 되도록 원료 공급량 및 산소 주입량을 조절해 주어야 한다.

이렇게 유류제거부(61)에서 산화작용에 의해 발생되는 유류가 제거된 오염토 및 반응가스는 유로(131)를 통해 하부의 세척부(12)로 유입된다. 유류제거부(11)로부터의 오염토 및 반응가스는 냉각 및 오염물질의 제거를 위해 상기 세척부(12)에서 상기 분사관(121)에 의한 물의 분사를 통해 유류가 제거된 오염토가 세척되도록 하면서 동시에 반응가스로부터 잠열 및 오염물질이 제거되도록 하는 것이다.

그 다음으로 상기 세척부(12)에서 1차적으로 잠열 및 오염물질이 제거된 반응가스는 상기 세척부(62)에서 상향되면서 격벽(132)의 가스유동공(132-1)을 통해 상기 접촉반응부(13)로 유입되도록 하는 것이다.

상기 접촉반응부(13)로 유입된 반응가스는 상기 세척부(12)에서 세척 및 냉각을 위한 물의 분사에 의해 고온다습한 상태 즉, 포화수분을 함유하고 있게 된다. 이러한 고온다습한 반응가스를 그대로 배출한다면 배출과정에서 외기와 접촉시 포화수분이 응결에 의해 다양한 오염물질이 토출되는 문제가 있을 수 있다.

이에 본 실시예에서는 1차적으로 물의 분무에 의해 세척 및 냉각된 반응가스를 접촉반응부(13)에서 반응가스로부터 잠열, 수분을 흡열, 흡수함과 동시에 오염물질을 흡착토록 하여 양질의 반응가스가 외부로 배출되도록 하는 것이다.

이를 위해 상기 접촉반응부(13)에는 하부에 접촉층(133)이 형성되고 상기 접촉층(133) 상부에 반응액분사관(도면번호 도시되지 않음)이 형성되며 반응액분사관 상부에는 처리가스 배출라인(134)이 형성되도록 하고 있다.

상기 반응액분사관에서는 염소산나트륨 용액이 분사되도록 하는 것으로 이러한 염소산나트륨 용액은 반응가스의 잠열 및 수분을 흡열, 흡수함과 함께 반응가스 내에 포함되어 있는 오염물질을 흡착하는 역할을 한다.

상기 염소산나트륨은 오염물질 흡착특성이 우수하며, 용해도가 큼과 동시에 온도에 따른 용해도 차이가 커 저온 상태에서는 회수가 용이하다. 또한, 염소산나트륨은 용해시 흡열반응을 일으켜 반응가스의 잠열 회수특성이 우수하다.

상기 염소산나트륨 용액의 농도는 40∼80wt%로 조절되는 것이 바람직하다. 농도가 40wt% 미만이면 수분흡수율이 떨어지고, 농도가 80wt%를 초과하면 염소산나트륨이 침전되거나 고화되는 문제가 있다.

상기 접촉층(133)은 반응가스와 상기 염소산나트륨 용액의 반응시간을 길게 가져가도록 하는 구성에 해당한다. 상기 접촉층(133)은 다양하게 구성될 수 있으며 일 예로 희토류볼 등 세라믹 담체로 구성되도록 할 수 있다.

이와 같은 구성에 의해 본 발명의 장치(1)는 1차적으로 오염토로부터 유류를 제거하고, 2차적으로 유류가 제거된 오염토로부터 기타 오염물질의 제거를 위해 세척이 이루어지도록 하는 것이고, 동시에 유류제거 과정에서 발생되는 반응가스의 경우도 수분 및 오염물질이 제거된 상태로 배출되도록 하는 것이다.

이렇게 정화된 토양은 도면번호가 도시된 바는 없으나 하부의 락호퍼에 저장되도록 한다. 일정량이 모이면 최종 복원토로서 연속적으로 배출될 수 있다.

한편 도 3에서 보는 바와 같이 세척부(12)를 가로지르는 형태로 분사관(121)을 구성하는 경우 오염토가 낙하하는 과정에서 분사관(121)에 충격을 줄 수 있고, 특히 오염토의 낙하하는 힘에 의해 반응가스도 세척부(12)로 하강이 되어야 하는데 반응가스의 상승하는 힘이 큰 경우 유류제거부(11)로 역류하여 유류제거부(11)에서 산화반응을 저해할 수 있는 문제가 있다.

이에 본 발명에서는 도 4 및 도 5에서 분사관(121)의 2가지 예가 제시되고 있다.

첫 번째 실시예가 도 4에 도시되고 있는 바, 본 실시예의 분사관(121)은 직경을 달리하는 링형으로 구성되며 상기 격벽(132) 및 상기 세척부(12)의 내주연에 복수로 구성됨을 특징으로 한다.

도면에서 보는 바와 같이 격벽(132) 상단부터 세척부(12) 내주연까지 직경을 달리하며 링형의 분사관(121)이 구성되도록 하는 것이다.

또한 각 분사관(121)에 있어 복수의 분사노즐은 하방향 및 중심방향으로 경사구배가 형성되도록 구성되어 세척액이 하방향 및 중심방향으로 분사되도록 한다.

이렇게 구성됨에 의해 각 분사관(121)은 낙하하는 오염토와 간섭이 없게 되는 것이며, 특히 격벽(132) 상단부터 세척부(12) 까지 분사되는 세척액에 의해 하강하는 힘이 크게 작용하여 유로(131)에 부압이 형성됨에 따라 반응가스를 세척부(12)로 강하게 유입하는 힘이 발현되도록 하는 것이다. 즉 반응가스의 역류를 제어토록 하는 것이다.

또한 높이를 달리하면서 복수의 개소에서 세척액이 분사되어 오염토의 세척효율을 더욱 배가시키는 것이다. 즉 오염토를 사구역 없이 균일하게 세척할 수 있게 되는 것이다.

두 번째 실시예가 도 5에 도시되고 있는데, 본 실시예의 분사관(121)은 나선형으로 상기 격벽(132) 및 상기 세척부(12)의 내주연에 구성됨을 특징으로 한다. 본 실시예의 경우도 각 분사관(121)에 있어 복수의 분사노즐은 하방향 및 중심방향으로 경사구배가 형성되도록 구성되어 세척액이 하방향 및 중심방향으로 분사되도록 한다.

본 실시예의 경우도 첫 번째 실시예와 동일한 작동기작이 발현되나 본 실시예는 상기 격벽(132)에서 상기 세척부(12)의 내주연까지 나선형으로 구성되어 높이방향에서 더욱 촘촘하게 오염토로 세척액을 분사토록 할 수 있어 세척효율이 배가되도록 하는 것이고, 나선형으로 하방향 및 중심방향으로 세척액이 분사되어 중앙부에 더욱 강하게 하강하는 와류가 형성되어 반응가스의 역류 제어력이 더욱 강하게 발현되는 것이다.

한편 본 발명에서는 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이 접촉반응부(13)에서 반응이 이루어진 반응액이 세척부(12)로 유입되는 것을 차단하기 위한 실시예가 제시되고 있다.

본 실시예에서는 상기 격벽(132) 하부에는 내부에 공간(143)이 형성되도록 하며 하면(141)에 제 2가스유동공(141-1)이 형성되도록 하는 외부격벽(14)과, 상기 세척부(12) 내주연에서 상기 공간(143)으로 돌출되며 끝단이 상기 외부격벽(14)의 측면(142)과 이격을 형성하는 유도단(15)과, 상기 공간(143)에 연통하며 상기 세척부(12) 외주연에 구성되는 반응액저장부(17)가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

반응가스가 세척부(12)에 하강후 상향하는 과정에서 외부격벽(14) 하면(141)에 제 2가스유동공(141-1)을 통해 공간(143)으로 유입되고, 상기 유도단(15)을 타고 격벽(132)의 가스유동공(132-1)을 통해 접촉반응부(13)로 유입되도록 하는 것이다.

또한 접촉반응부(13)에서 반응가스와 반응이 이루어진 반응액은 격벽(132)의 가스유동공(132-1)을 통해 상기 유도단(15)으로 낙하되어 유도단(15)을 타고 하강하여 이하에서 설명하는 유도홀(151)을 통해 외부격벽(14)의 하면(141)으로 낙하하여 반응액저장부(17)로 유도되도록 하는 것이다.

상기 세척부(12)에는 상기 반응액저장부(17)와 공간(143)이 연통되도록 연통공(123)이 형성되어 외부격벽(14)의 하면(141)으로 낙하한 반응액이 반응액저장부(17)로 유도되도록 하는 것이다.

이러한 작용기작이 더욱 효율적으로 이루어지도록 하기 위해 상기 격벽(132)은 상단부에 평판부(132-2)가 구성되고 평판부(132-2)와 연하여 복수의 가스유동공(132-1)이 형성되도록 타공부(132-3)가 구성되도록 한다.

평판부(132-2)가 구성되는 이유는 접촉반응부(13)에서 낙하하는 반응액이 유도단(15)이 외부격벽(14)의 측면(142)과 형성하는 이격으로 낙하하여 제 2가스유동공(141-1)을 통해 세척부(12)로 유입되는 것을 차단하기 위한 것이다. 이를 위해 도 7에서 보는 바와 같이 상기 유도단(15)의 끝단은 상기 평판부(132-2)의 끝단에서 수직방향의 가상선(H1)을 지나치도록 연장되어야 한다.

또한 상기 유도단(15)은 세척부(12)의 내주연에 접하는 끝단부에 유도홀(151)이 형성되도록 하여 격벽(132)의 가스유동공(132-1)을 통해 하강한 응결수(w2)가 상기 유도단(15)을 타고 하강하여 유도홀(151)을 통해 외부격벽(14)의 하면(141)으로 이하에서 설명할 제 2평판부(141-2)로 유도되도록 하는 것이다.

상기 유도단(15)에서는 반응액 외에 반응가스(g)가 상향하는 과정에서 상기 유도단(15)에 접하면서 형성되는 응결수(w2)가 상기 유도단(15)의 하면을 타고 하강하면서 유도홀(151)이 형성된 위치에서 하강하여 제 2평판부(141-2)로 유도되도록 한다.

이러한 응결수(w2)의 형성에 의해 반응가스(g)의 함수율을 저하시키도록 함으로써 접촉반응부(13)의 부하를 줄일 수 있는 기능도 발현되는 것이다. 이를 위해 상기 유도단(15)은 스테인레스, 알루미늄 등 열전달율이 높은 재질로 구성되어 반응가스(g)의 접촉에 의해 응결수(w2)의 형성효율을 높이도록 하는 것이 타당하다.

또한 상기 외부격벽(14)의 하면(141)은 상기 유도홀(151)에 대향하는 위치에서 제 2평판부(141-2)가 구성되고 상기 제 2평판부(141-2)와 연하여 복수의 제 2가스유동공(141-1)이 형성되도록 제 2타공부(141-3)가 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제 2평판부(141-2)가 구성되는 이유는 접촉반응부(13)에서 낙하하는 반응액 및 응결수가 세척부(12)로 유입되는 것을 차단토록 하면서 포집된 반응액 및 응결수를 반응액저장부(17)로 유도토록 하기 위한 것이다. 이를 위해 도 7에서 보는 바와 같이 상기 제 2 평판부(141-2)의 끝단은 상기 유도홀(151)의 끝단에서 수직방향의 가상선(H2)을 지나치도록 연장되어야 한다.

한편 상기 유도단(15)의 하면에 응결된 응결수(w2)의 제거가 지체되는 경우 오히려 상향하는 반응가스(g)와 접하면서 반응가스(g)의 함수율을 높일 수 있어 생성된 응결수(w2)의 조속한 제거가 요구된다.

이에 본 실시예에서는 상기 유도단(15)의 끝단부에는 스프링(161)과 무게추(162)로 구성된 가진구(16)가 더 구성되도록 하는데, 가진구(16)의 구성에 의해 상기 유도단(15)에 진동을 유발하여 유도단(15)의 하면에 응결된 응결수(w2)가 유도단(15)의 하면을 타고 하강하여 조속히 제거가 이루어지도록 하는 것이다.

상기 유도단(15)은 가진구(16)가 없어도 오염토의 낙하과정에서 진동이 발생되는데 이러한 진동을 더욱 배가시키기 위해 가진구(16)가 구성되도록 하여 응결수(w2)의 제거효율을 더욱 높이도록 하는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

100 : 본 발명의 시스템 120(1) : 유류제거 및 세척장치
130 : 1차 분급 및 세척장치 140 : 미립자 세척장치
150 : 2차 분급 및 세척장치 160 : 3차 분급 및 세척장치
170 : 고액분리장치 180 : 침사조
190 : 여과장치

Claims

오염토를 분쇄하는 분쇄기;
분쇄된 오염토가 유입되어 산소 및 스팀과 산화반응을 통해 오염토로부터 유류를 제거하고 세척을 하는 유류제거 및 세척장치;
상기 유류제거 및 세척장치로부터 공급되는 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 분급 및 세척장치;
상기 분급 및 세척장치로부터 이송되는 토양과 세척제가 혼합 교반되고 교반된 오염토를 세척액과 고압으로 분사하여 세척하는 미립자 세척장치;
상기 미립자 세척장치로부터 공급되는 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 2차 분급 및 세척장치;
2차 분급 및 세척장치로부터 공급되는 토양에서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 고액분리장치;
상기 고액분리장치로부터 공급되는 토양과 세척제가 투입되고 토양입자가 침전되는 침사조;
상기 침사조에서 침전된 토양과 분리된 세척액이 유입되어 여과되는 여과장치;를 포함하되,
상기 유류제거 및 세척장치는,
상단에 오염토, 산소 및 스팀을 반응시켜 오염토로부터 유류를 기화시켜 제거하는 유류제거부;
상기 유류제거부와 유로를 통해 하방향으로 연통하여 오염토 및 유류의 기화에 의해 생성되는 반응가스가 유입되도록 하고 유입된 오염토 및 반응가스에 물을 분사하여 세척하는 분사관이 형성된 세척부; 및
상기 세척부 상부에서 가스유동공이 형성되며 하방향으로 직경이 커지는 격벽에 의해 상기 세척부와 구획되고 내부에 접촉층이 형성되며 접촉층 상부에 염소산나트륨 용액을 분사하는 반응액분사관이 형성된 접촉반응부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염토양 세척시스템.
제 1항에 있어서,
상기 2차 분급 및 세정장치 후단에는 토양이 수용되는 저장탱크와, 상기 저장탱크로부터 공급되는 토양을 세척하면서 미립자의 토양을 분리하는 하이드로 사이클론과, 상기 하이드로 사이클론에서 이송된 토양을 세척하면서 입도가 큰 토양입자를 분리하는 탈수스크린을 포함하여 구성되는 3차 분급 및 세정장치가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 오염토양 세척시스템.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 분사관은 직경을 달리하는 링형으로 구성되며 상기 격벽 및 상기 세척부의 내주연에 복수로 구성됨을 특징으로 하는 오염토양 세척시스템.
제 1항에 있어서,
상기 분사관은 나선형으로 상기 격벽 및 상기 세척부의 내주연에 구성됨을 특징으로 하는 오염토양 세척시스템.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,
상기 분사관은 물을 하방향 및 중심방향으로 분사하는 것을 특징으로 하는 오염토양 세척시스템.
제 1항에 있어서,
상기 격벽 하부에는 내부에 공간이 형성되도록 하며 하면에 제 2가스유동공이 형성되도록 하는 외부격벽과, 상기 세척부 내주연에서 상기 공간으로 돌출되며 끝단이 상기 외부격벽의 측면과 이격을 형성하는 유도단과, 상기 공간에 연통하며 상기 세척부 외주연에 구성되는 반응액저장부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 오염토양 세척시스템.
제 7항에 있어서,
상기 격벽은 상단부에 평판부가 구성되고 평판부와 연하여 복수의 가스유동공이 형성되도록 타공부가 구성되며,
상기 유도단은 끝단이 상기 평판부와 대향하는 위치에서 상기 외부격벽의 측면과 이격을 형성하도록 하고 타 끝단부에 유도홀이 형성되며,
상기 외부격벽의 하면은 상기 유도홀에 대향하는 위치에서 제 2평판부가 구성되고 상기 제 2평판부와 연하여 복수의 제 2가스유동공이 형성되도록 제 2타공부가 구성됨을 특징으로 하는 오염토양 세척시스템.
제 7항에 있어서,
상기 유도단의 끝단부에는 스프링과 무게추로 구성된 가진구가 더 구성됨을 특징으로 하는 오염토양 세척시스템.