KR19980023291A - Thermal decomposition treatment method of waste using waste oxidizer and its device - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 폐산화제를 이용한 폐기물의 열분해반응방법에 관한 것으로서, 특히 폐산화제로서 라디칼(radical)의 분포농도를 높이게 하는 과산화수소(H2O2)를 연소영역 또는 후연소영역에 투입하여 폐기물을 분해반응시킴으로써, 유해성분의 파괴효율을 최대화하고, 그 부산물의 발생을 극소화하는 폐기물의 열분해반응방법 및 그 장치에 관한 것이다.Disclosed is a method for pyrolysis of wastes using waste oxidizers, and in particular, waste peroxide (H 2 O 2 ) is added to the combustion zone or the post-combustion zone to increase the distribution of radicals as waste oxidants. By reacting, the present invention relates to a pyrolysis reaction method and apparatus for wastes that maximize destruction efficiency of hazardous components and minimize generation of by-products.
본 발명에 따른 폐산화제를 이용한 폐기물의 고효율 열분해반응방법 및 그 장치는 폐산화제를 이용하여 유해물질을 열반응처리함으로 폐산화제를 재활용하는 효과를 가지며, 또한, 폐기물의 분해반응효율이 증가되고 소각시 발생되는 유기성 연소부산물의 배출을 감소시키는 효과를 갖는다.The high efficiency pyrolysis reaction method and apparatus for wastes using waste oxidants according to the present invention have the effect of recycling waste oxidants by thermally treating hazardous substances with waste oxidants, and also increase the decomposition reaction efficiency of wastes and incinerate them. It has the effect of reducing the emission of organic combustion by-products generated during the process.
Description
종래 폐기물 처리방법으로는 가연성의 도시폐기물과 유해폐기물(폐페인트, 폐용제유, 폐농약, PCB, 폐유등)을 스토카식 소각로, 회전식 소각로 또는 액상분무식 소각로 등의 고온소각을 이용하여 폐기물들을 처리하였다. 그러나, 이들 폐기물을 소각할 때, 독성이 큰 부산물등과 같은 유해한 배출물이 발생된다. 따라서, 현재 이들 폐기물을 소각할 때, 그 처리방법은 폐기물의 열분해효율과 부산물의 배출규제에 알맞은 고효율의 소각방법을 사용하고 있다. 이들 고효율 소각방법은 소각로에서 1차 연소되지 못한 폐기물에 소각로의 보조연료로서 액화천연가스나 액화석유가스, 경유 등의 고열량의 연료를 폐기물에 재투입하여 2차연소시키는 방법이 활용되고 있다. 또한, 2차연소과정에서도 파괴되지 않은 폐기물과 이들 연소과정에서 발생한 연소부산물들은 대기오염제어장치에서 제거하는 방법을 적용하여왔다. 뿐만아니라, 열적분해효율을 높이기 위해서 공기 대신에 고농도의 산소를 이용하는 방법이 적용되었다.Conventional waste treatment methods include the use of flammable municipal waste and hazardous wastes (waste paint, waste solvent, waste pesticides, PCB, waste oil, etc.) using high-temperature incineration such as stoka incinerators, rotary incinerators or liquid spray incinerators. Treated. However, when these wastes are incinerated, harmful emissions such as by-products which are highly toxic are generated. Therefore, when incineration of these wastes at present, the treatment method uses a high-efficiency incineration method suitable for thermal decomposition efficiency of wastes and emission control of byproducts. These high-efficiency incineration methods utilize secondary combustion by reinjecting high-calorie fuels such as liquefied natural gas, liquefied petroleum gas, and diesel into waste as auxiliary fuel of the incinerator to wastes that are not first burned in the incinerator. In addition, waste that has not been destroyed during the secondary combustion process and combustion by-products generated during the combustion process have been applied to the air pollution control device. In addition, a method using a high concentration of oxygen instead of air has been applied to increase the thermal decomposition efficiency.
그러나, 위의 폐기물 소각방법들은 폐기물을 고효율로 소각시키기 위해 보조연료 또는 고농도의 산소등 그 연료비가 많이 드는 단점이 있으며, 또한 화염영역에서 완전연소되지 못한 다양한 유기성 연소부산물이 배출되어 대기오염제어장치에서 다이옥신등으로 재합성되는 문제점이 있다.However, the above waste incineration methods have the disadvantage of high fuel costs such as auxiliary fuel or high concentration of oxygen in order to incinerate waste with high efficiency, and also air pollution control device because various organic combustion by-products which are not completely burned in the flame zone are discharged. There is a problem that is resynthesized from dioxins and the like.
이에, 이러한 문제점들을 해결하고, 특히 폐기물 소각시 고효율 열분해반응을 이루도록하기 위해 폐기물의 연소영역 또는 후연소영역에 폐산화제인 과산화수소(H2O2)를 분무하여 열분해반응에 참여하는 라디칼(radical)을 증가시킴으로써, 폐기물의 열분해반응을 증대시키는 폐산화제를 이용한 폐기물의 고효율 열분해처리방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.Therefore, in order to solve these problems and to achieve a high efficiency pyrolysis reaction, in particular, the waste peroxide (H 2 O 2 ), which is a waste oxidant, is sprayed on the combustion zone or the post-combustion zone to participate in the pyrolysis reaction. The present invention provides a method and apparatus for high efficiency pyrolysis treatment of wastes using waste oxidants which increase the thermal decomposition reaction of wastes.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 구성도,1 is a block diagram showing an embodiment according to the present invention,
도 2는 도 1의 2차연소반응부를 나타낸 상세도,Figure 2 is a detailed view showing the secondary combustion reaction unit of FIG.
도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 구성도.3 is a block diagram showing another embodiment according to the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호설명※※ Code explanation for main part of drawing ※
10 : 연소기 30 : 폐산화제분무노즐10: combustor 30: waste oxidant spray nozzle
32 : 폐산화제공급관 40 : 열분해장치32: waste oxidant supply pipe 40: pyrolysis device
46 : 예혼합기46: premixer
이러한 본 발명의 기술적과제를 수행하기 위한 본 발명의 특징은 1차연소실과 2차연소실을 구비한 폐기물의 열분해처리방법에 있어서,Features of the present invention for carrying out the technical task of the present invention is a thermal decomposition treatment method of waste having a primary combustion chamber and a secondary combustion chamber,
상기 폐기물의 연소가스중의 유기성 연소부산물의 산화반응에 산화제를 첨가하는 단계를 포함하는 폐기물의 열분해처리방법에 있다.There is a method for pyrolysis of waste comprising the step of adding an oxidant to the oxidation of the organic combustion byproducts in the combustion gas of the waste.
이하, 참조된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 1차연소실과 2차연소실이 일체로 된 소각로의 구성도이다. 도시한 바와 같이, 소각로(10)의 저부 측부에는 폐기물(12)을 투입하는 투입구(14)가 결합되어 있다. 이 투입구(14)는 소각로(10) 내부에서 일정하게 경사지게 설치되고, 다수 개의 격자로 형성된 폐기물스토카(16)의 일단부에 연결되어 있다. 이 폐기물스토카(16)의 타단부에는 소각된 폐기물(12)의 회분을 제거하는 회분제거구(18)가 구성되어 있다. 한편, 소각로(10)의 상부에는 폐기물의 2차연소를 위한 2차연소공기주입구(20)가 형성되어 있고, 폐기물의 연소에 의해 발생되는 연소가스를 배출하는 연소가스 배출구(22)가 결합되어 있다. 그리고, 소각로(10)와 인접한 보일러(26)의 일정부분에는 연소에 의해서 형성된 화염(24)의 끝단부분에 폐산화제를 분무하는 폐산화제 주입노즐(30)이 다수개 결합되어 있다. 이 주입노즐에 대한 상세한 설명은 도 2를 통하여 상세히 설명한다. 그리고, 소각로(10)의 최상부는 연소가스의 열을 재활용하는 보일러(26)의 일단과 연결되어 있다. 이 보일러(26)의 말단부는 대기오염제어장치에 연결되게 된다.1 is a block diagram of an incinerator in which a primary combustion chamber and a secondary combustion chamber are integrated according to the present invention. As shown, the inlet 14 for injecting waste 12 is coupled to the bottom side of the incinerator 10. The inlet 14 is installed inclined uniformly in the incinerator 10 and is connected to one end of the waste stocker 16 formed of a plurality of grids. The other end of the waste stocker 16 is provided with a ash removal port 18 for removing ash from the incinerated waste 12. On the other hand, the upper portion of the incinerator 10 is formed with a secondary combustion air inlet 20 for secondary combustion of the waste, the combustion gas outlet 22 for discharging the combustion gas generated by the combustion of the waste is coupled. In addition, a plurality of waste oxidant injection nozzles 30 spraying waste oxidant to the end of the flame 24 formed by combustion are coupled to a predetermined portion of the boiler 26 adjacent to the incinerator 10. The injection nozzle will be described in detail with reference to FIG. 2. The uppermost part of the incinerator 10 is connected to one end of the boiler 26 that recycles heat of combustion gas. The distal end of the boiler 26 is connected to the air pollution control device.
도 2는 도 1에서 소각로에 결합된 폐산화제주입노즐을 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 보일러(26)의 저부 일부분에 결합된 폐산화제주입노즐들(30)은 소각로벽의 축선을 중심으로 대향하여 다수개 결합되어 있다. 이 폐산화제주입노즐들(30)은 폐산화제공급관(32)에 각각 병렬로 연결된다.2 is a block diagram showing the waste oxidant injection nozzle coupled to the incinerator in FIG. As shown, a plurality of waste oxidant injection nozzles 30 coupled to the bottom portion of the boiler 26 are coupled to face each other about the axis of the incinerator wall. The waste oxidant injection nozzles 30 are connected in parallel to the waste oxidant supply pipes 32, respectively.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예로서 1차연소실과 2차연소실이 나뉘어져 있는 소각로를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 폐기물의 1차연소실인 열분해장치(40)의 측부에는 폐기물을 투입하는 투입구(14)가 결합되어 있다. 이 열분해장치(40)의 타측부 저부에는 연소된 폐기물의 회분을 제거하는 회분제거구(18)가 결합되어 있다. 그리고, 열분해장치(40)의 상부에는 연소된 분해가스가 이송되는 이송관(42)의 일단이 결합되어 있다. 이 이송관(42)의 타단은 2차연소장치(44)의 예혼합기(46)에 결합되어 있다. 이 예혼합기(46)의 일측단에는 폐산화제를 분무하는 폐산화제분무노즐(30)이 구성되어 있다. 또한, 2차연소장치(40)에 연소공기를 주입하는 연소노즐들(48)이 결합되어 있다. 이 예혼합기(46)의 타측단에는 2차연소장치(44)에 수축 확산되는 목(Throat)형상으로 결합되어 있다. 그리고, 목의 확산부분의 상하에는 예혼합기(46)에서 혼합되는 혼합가스를 연소시키는 연소노즐(48)이 결합되어 있다. 이 2차연소장치(44)의 상부에는 2차연소된 생성가스를 보일러(미도시)와 대기오염방지장치(미도시)로 배출하는 배출관(28)이 결합되어 있다.3 is a configuration diagram showing an incinerator in which a primary combustion chamber and a secondary combustion chamber are divided as another embodiment of the present invention. As shown in the drawing, an inlet 14 for injecting waste is coupled to the side of the pyrolysis device 40 that is the primary combustion chamber of the waste. The ash removal port 18 which removes the ash of the burned waste is couple | bonded with the bottom part of the other side of this pyrolysis apparatus 40. As shown in FIG. In addition, one end of the transfer pipe 42 through which the burnt decomposition gas is transferred is coupled to the upper portion of the pyrolysis device 40. The other end of the transfer pipe 42 is coupled to the premixer 46 of the secondary combustion device 44. At one end of the premixer 46, a waste oxidant spray nozzle 30 for spraying waste oxidant is configured. In addition, combustion nozzles 48 for injecting combustion air into the secondary combustion device 40 are coupled. The other end of the premixer 46 is coupled to the secondary combustion device 44 in the form of a throat contracted and spread. A combustion nozzle 48 for burning the mixed gas mixed in the premixer 46 is coupled to the upper and lower portions of the neck diffusion portion. The upper part of the secondary combustion device 44 is coupled to the discharge pipe 28 for discharging the secondary combustion product gas to the boiler (not shown) and the air pollution prevention device (not shown).
이와같은 구성을 갖는 폐산화제를 이용한 폐기물의 고효율 열적처리장치는 폐기물(12)이 1차연소장치(10,40)로 투입되어 1차연소되면, 폐기물(12)에서 발생하는 유기성 연소부산물은 2차연소실(44) 또는 1차연소후의 후연소영역(화염의 끝단)에서 열분해되어 고반응성의 라디칼을 생성시켜 산화반응을 하게 된다. 이때, 라디칼의 분포농도를 증가시키기 위해 폐산화제로서 과산화수소(H2O2)를 후연소영역 또는 예혼합기(46)에 결합된 폐산화제분무노즐(30)을 통해 분무시킨다. 이때, 폐산화제는 열분해되어 고반응성 라디칼을 형성하게 되어 라디칼의 분포농도를 증가시킨다. 이러한, 라디칼이 존재하는 온도는 700℃이상이며, 그 이하의 온도에서는 그 반응이 정지되거나 둔화된다. 따라서, 2차연소 또는 후연소영역에서 그 반응온도를 850℃이상 유지시켜준다. 또한, 폐산화제 분무로 연소가스의 온도가 400℃이하로 온도강하가 일어날 경우, 폐산화제분무노즐은 폐산화제분무노즐부분에 전기히터와 같은 가열기를 이용하여 폐산화제를 가열시킨 후 분무한다. 이러한, 라디칼은 1차연소된 연소가스에 포함된 지방족화합물과 방향족화합물의 분해반응에 관여하여 저분자물질로 분해시키거나, 고리구조를 파괴시켜 사슬구조로 만드는 역할을 하게 되며, 결과적으로 산화분해 반응을 촉진시키게 된다. 또한, 염소계 탄화수소화합물의 경우에는 염소위치에 수소, 또는 수산화(OH)라디칼이 대치되어 분해를 촉진시키거나 탈착된 염소를 염화수소(HCl)로 안정화시키는 역할을 수행하게 되는 것이다.In the highly efficient thermal treatment apparatus of waste using waste oxidant having such a configuration, when the waste 12 is introduced into the primary combustion device 10 and 40 and is first burned, the organic combustion by-products generated from the waste 12 are secondary combustion chamber. (44) or in the post-combustion zone (the end of the flame) after the primary combustion, to produce highly reactive radicals for oxidation. At this time, in order to increase the distribution concentration of radicals, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is sprayed through the waste oxidant spray nozzles 30 coupled to the post-combustion zone or the premixer 46 as waste oxidants. At this time, the waste oxidant is pyrolyzed to form highly reactive radicals, thereby increasing the distribution of radicals. The temperature at which such radicals are present is 700 ° C. or higher, and the reaction is stopped or slowed at a temperature below that. Therefore, the reaction temperature is maintained at 850 ° C. or higher in the secondary combustion or post combustion region. In addition, when the temperature of the combustion gas drops below 400 ° C. due to the spraying of the waste oxidant, the waste oxidant spray nozzle is sprayed after heating the waste oxidant using a heater such as an electric heater to the waste oxidizer spray nozzle. These radicals are involved in the decomposition reaction of aliphatic and aromatic compounds contained in the primary combustion combustion gas to decompose into low molecular weight materials, or to break down the ring structure to form a chain structure, resulting in oxidative decomposition reaction. Promoted. In addition, in the case of chlorine-based hydrocarbon compounds, hydrogen or hydroxide (OH) radicals are replaced at chlorine positions to promote decomposition or to stabilize desorbed chlorine with hydrogen chloride (HCl).
따라서, 폐기물의 1차연소후 발생되는 유기성 연소부산물에 폐산화제인 과산화수소를 후연소영역 또는 2차연소장치의 입구부분에 분무하여줌으로써, 고반응성 라디칼의 농도를 증가시켜 유기성 연소부산물의 배출을 감소시키는 효과를 갖는다. 이러한 폐산화제를 이용한 라디칼의 생성은 표 1에 나타나 있다. 이러한 유기성 연소부산물을 감소시키기위한 폐산화제의 분무량은 연소가스의 온도와 산화대상의 유기물 농도에 의해 결정된다. 또한, 폐산화제를 주입함으로써 냉각효과를 얻을 수 있어 비정상적으로 화염온도가 높을 경우 화염온도를발생온도 이하로 낮출 수 있는 역할도 기대된다.Therefore, by spraying hydrogen peroxide, which is a waste oxidant, on the post-combustion zone or the inlet of the secondary combustion apparatus, the organic combustion by-products generated after the first combustion of the waste are increased, thereby increasing the concentration of highly reactive radicals and reducing the emission of organic combustion by-products. Has The generation of radicals using this waste oxidant is shown in Table 1. The spray amount of the waste oxidant for reducing the organic combustion by-product is determined by the temperature of the combustion gas and the concentration of the organic substance to be oxidized. In addition, cooling effect can be obtained by injecting waste oxidizer. If the flame temperature is abnormally high, increase the flame temperature. It is also expected to play a role of lowering the temperature below the generation temperature.
[표][table]
본 발명의 목적은 폐기물처리시 폐산화제를 이용하여 폐기물의 열분해반응효율을 증대시키고, 연소시 발생하는 유기성 연소부산물을 감소시킨 폐기물의 열분해처리방법 및 그 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pyrolysis treatment method and apparatus for waste pyrolysis that increase waste pyrolysis reaction efficiency by using waste oxidant in waste treatment and reduce organic combustion by-products generated during combustion.
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| KR1019960042747A KR19980023291A (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Thermal decomposition treatment method of waste using waste oxidizer and its device |
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| KR1019960042747A KR19980023291A (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Thermal decomposition treatment method of waste using waste oxidizer and its device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010016158A (en) * | 2000-11-15 | 2001-03-05 | 김성근 | Photolysis and pyrolysis complex air purification apparatus and a purification method thereof |
-
1996
- 1996-09-25 KR KR1019960042747A patent/KR19980023291A/en active IP Right Grant
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| KR20010016158A (en) * | 2000-11-15 | 2001-03-05 | 김성근 | Photolysis and pyrolysis complex air purification apparatus and a purification method thereof |
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