KR19980071946A - 소각재 고형화 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소각재 고형화 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 재 공급기는 재 저장조로부터 재를 공급하며, 시멘트 공급기는 재를 고형화시킬 수 있는 시멘트를 공급하게 된다. 물 공급기는 재와 시멘트의 혼련이 가능하도록 물을 공급하고, 혼련성형기는 재와 시멘트, 그리고 물을 혼련시켜 혼합물로 성형시키며, 이 혼련성형기로부터 배출된 혼합물은 컨베이어에 의해 이송되면서 고형화되고, 물 공급기로부터 공급되는 물에는 고형물로부터 중금속의 용출이 방지되도록 고화액 공급기에 의해 고화액 저장조로부터 킬레이트 화합물을 공급시킨다. 따라서, 소각 처리된 재에 시멘트와 물, 그리고 킬레이트 화합물을 혼련시켜 고형화시킴으로써, 중금속의 용출에 의한 토양 및 수질의 오염이 방지되어 매립이 안전해진다. 또한, 재의 운반 작업이 용이해지며, 분진의 발생이 방지되어 작업성 및 작업 환경이 개선될 뿐만 아니라, 재의 처리 공정을 자동화시킬 수 있어 재의 처리 용량을 높일 수 있다.
Description
본 발명은 소각재 고형화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소각 처리된 재를 고형화시켜 안전하게 매립시킬 수 있도록 한 소각재 고형화 시스템에 관한 것이다.
산업 쓰레기나 가정 쓰레기 등과 같은 각종 폐기물은 그 종류에 따라 매립 및 봉입하거나 감량화를 위하여 소각로에 의해 소각하여 처리하고 있다. 폐기물의 소각시에는 분진과 재가 발생되며, 이러한 분진과 재는 각기 별도로 분리하여 처리해야 한다. 분진은 집진기에 의해 집진하여 벙커나 피트 등과 같은 분진 저장 설비에 저장하거나 매립 기준에 맞도록 고형화 또는 안정화시켜 매립하고, 재는 저장 설비에 저장하거나 매립하고 있다.
상기한 바와 같이 소각 처리된 재를 저장 설비에 저장할 경우에는, 설비 비용이 많이 소요되어 경제성이 상실되는 문제가 있었다. 따라서, 재의 처리에는 매립이 선호되고 있다.
그런데, 소각 처리된 재 속에는 수은, 카드뮴 및 아연, 납 등과 같은 중금속이 다량으로 함유되어 있다. 이와 같이 중금속이 함유된 재를 땅 속에 그대로 매립시킬 경우에는, 재 속의 중금속이 용출되면서 토양 및 수질을 오염시켜 환경 문제를 야기시키게 된다.
한편, 폐기물의 소각 장소에서 매립 장소로 재를 운반할 경우에, 재가 유출될 우려가 높기 때문에 재의 운반에 세심한 관리가 필요하여 작업성이 저하되는 문제가 있었다. 예컨대, 재는 드럼에 투입하여 봉입한 후 차량 등에 의해 운반하게 되는데, 이때 재가 드럼 밖으로 유출되지 않도록 투입 및 봉입하여야 하므로, 재의 운반 비용이 크게 증가되었다.
또한, 재의 투입과 봉입에 많은 인원이 투입되어야 하기 때문에 비경제적일 뿐만 아니라, 자동화가 어려운 문제가 있었다. 그리고, 재의 분진에 의해 작업 장소가 오염되어 작업자의 건강이 위해를 받는 등 작업 환경이 저해되는 문제가 있었다. 이러한 재의 유출을 방치할 경우에는 유출된 재로 인하여 주변 환경 및 공기가 오염되는 환경 문제를 가중시키게 된다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 소각 처리된 재를 고형화시켜 중금속의 용출없이 안전하게 매립시킬 수 있도록 한 소각재 고형화 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 재의 고형화에 의해 운반이 용이해지도록 한 소각재 고형화 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 작업성 및 작업 환경이 개선되도록 한 소각재 고형화 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 재의 처리 작업을 자동화시켜 처리 용량이 증가되도록 한 소각재 고형화 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소각재 고형화 시스템을 나타낸 설비도,
도 2는 본 발명에 따른 소각재 고형화 시스템의 처리 공정을 나타낸 공정도,
도 3은 본 발명에 따른 소각재 고형화 시스템의 처리 공정에 대한 실시예를 나타낸 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 재 저장조 20 : 재 공급기
30 : 시멘트 저장조 40 : 시멘트 공급기
50 : 물 저장조 60 : 물 공급기
70 : 혼련성형기 80 : 컨베이어
90 : 고화액 저장조 100 : 고화액 공급기
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 폐기물 소각로에서 배출되는 중금속이 함유된 재를 고형화시키기 위한 소각재 고형화 시스템에 있어서, 재 저장조로부터 재를 공급하는 재 공급기와; 재를 고형화시킬 수 있는 시멘트를 공급하는 시멘트 공급기와; 재와 시멘트의 혼련이 가능하도록 물을 공급하는 물 공급기와; 재와 시멘트, 그리고 물을 혼련시켜 소정의 형상으로 성형시키는 혼련성형기와; 혼련성형기로부터 배출된 혼합물을 이송시키면서 고형화시키는 컨베이어로 이루어지는 소각재 고형화 시스템에 있다.
또한, 물 공급기로부터 공급되는 물에 고형물로부터 중금속의 용출이 방지되도록 고화액 저장조로부터 킬레이트 화합물을 공급시키는 고화액 공급기가 설비되어 있다.
이하, 본 발명에 따른 소각재 고형화 시스템에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3는 본 발명에 따른 소각재 고형화 시스템을 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.
먼저, 도 1에 나타낸 바와 같이, 산업 쓰레기나 가정 쓰레기 등과 같은 각종 폐기물은 감량화를 위하여 도시하지 않은 소각로에 의해 소각하며, 폐기물의 소각 시에는 분진과 재가 발생된다.
이와 같이 소각 처리된 재는 재 저장조(10)에 저장되고, 재 저장조(10)의 상부에는 재의 분진을 집진하기 위한 집진기(12)가 설치되며, 재는 소각로로부터 컨베이어(14)에 의해 재 저장조(10)로 이송되어 저장된다. 재 저장조(10)에 저장된 재는 재 공급기(20)에 의해 혼련성형 공정으로 공급되고, 재 공급기(20)의 한쪽에는 공급되는 재의 분량을 측정하기 위한 유량계(22)가 설치된다.
또한, 재 공급기(20)로부터 공급되는 재에는 재를 고형화시킬 수 있는 고화재로 시멘트가 혼련된다. 시멘트는 시멘트 저장조(30)에 저장되며, 시멘트 저장조(30)에 저장된 시멘트는 시멘트 공급기(40)에 의해 혼련성형 공정으로 공급되고, 시멘트 공급기(40)의 한쪽에는 공급되는 시멘트의 분량을 측정하기 위한 유량계(42)가 설치된다. 혼련성형 공정으로 공급된 재와 시멘트에는 이들을 혼련시킬 수 있는 물이 공급되며, 물은 물 저장조(50)로부터 물 공급기(60)에 의해 혼련성형 공정으로 공급된다. 시멘트에는 필요에 따라 알루미나실리케이트 등과 같은 방수제를 혼합시켜 사용할 수 있다.
한편, 재와 시멘트, 그리고 물은 혼련성형기(70)로 공급되고, 혼련성형기(70)는 재와 시멘트를 물과 함께 혼련시켜 소정 형태의 혼합물로 성형시키게 된다. 여기에서, 혼련성형기(70)는 혼합물을 단면이 원형이고 일정한 크기를 갖는 덩어리 형태로 성형하여 배출하게 되며, 시멘트 공급기(40)와 혼련성형기(70) 사이에는 시멘트의 원활한 공급을 위하여 컨베이어(44)를 설비할 수 있다. 혼련성형기(70)에 의해 성형된 혼합물은 컨베이어(80)로 배출되고, 컨베이어(80)는 혼합물을 이송시키면서 자연 고화에 의해 고형화시키게 된다. 컨베이어(80)에 의해 이송되면서 고형화된 고형물은 피트(82)에 저장되며, 피트(82)에 저장된 고형물은 차량 등에 의해 매립지로 운반되어 매립된다. 컨베이어(80)에는 터보팬(84)을 설치하여 수분이 함유된 공기를 강제로 배출시킴으로써 혼합물의 고화를 촉진시킬 수 있다.
또한, 물 공급기(60)로부터 공급되는 물에는 고형물로부터 중금속의 용출이 방지되도록 고화액으로 킬레이트 화합물이 공급된다. 킬레이트 화합물은 고화액 저장조(90)에 저장되고, 고화액 저장조(90)에 저장된 킬레이트 화합물은 고화액 공급기(100)에 의해 공급되며, 물과 킬레이트 화합물은 혼합기(102)에 의해 혼합되어 혼련성형기(70)에 공급된다. 상기한 물 공급기(60)와 고화액 공급기(100)는 펌프, 밸브 및 유량계로 구성할 수 있다.
본 발명의 소각재 고형화 시스템은 병렬형으로 설비할 수 있다. 예컨대, 재 저장조(10)와 혼련성형기(70)를 각각 복수개로 설비하고, 이 혼련성형기(70)에 시멘트 공급기(40)와 물 공급기(60)로부터 시멘트와 물을 공급시켜 혼련성형시키게 되면, 재의 처리 용량을 증가시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 소각재 고형화 시스템의 운영 상태를 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 재 저장조(10)에 저장된 재는 재 공급기(20)에 의해 일정한 분량으로 혼련성형기(70)에 공급되며, 시멘트 저장조(30)에 저장된 시멘트는 시멘트 공급기(40)에 의해 일정한 분량으로 혼련성형기(70)에 공급된다. 이때, 재 저장조(10) 내에서 발생되는 재의 분진은 집진기(12)에 의해 집진되고, 재와 시멘트의 분량은 유량계(22, 42)에 의해 측정하여 공급할 수 있다. 그리고, 재와 시멘트가 공급된 혼련성형기(70)에는 물 저장조(50)로부터 물 공급기(60)에 의해 일정한 분량의 물이 공급된다. 혼련성형기(70)는 재, 시멘트와 물을 혼련시키면서 성형시킨다.
한편, 혼련성형기(70)로 공급되는 물에는 고화액 저장조(90)에 저장된 킬레이트 화합물이 고화액 공급기(100)에 의해 일정한 분량으로 공급되어 혼합되며, 킬레이트 화합물은 점도가 비교적 낮은 물과 혼합되기 때문에 재와도 균일한 혼련을 이룰 수 있게 된다. 여기에서, 재의 분량을 100중량%로 할 때 시멘트의 분량은 대략 10∼15중량%, 물의 분량은 대략 20∼30중량%, 킬레이트 화합물의 분량은 대략 1∼4중량%로 공급한다.
상기한 혼련성형기(70)는 재와 시멘트, 그리고 물, 킬레이트 화합물을 혼련시켜 소정 형태의 혼합물로 성형시키고, 혼련성형기(70)에 의해 성형된 혼합물은 컨베이어(80)에 배출된다. 이때, 혼련성형기(70)는 혼합물을 단면이 원형이고 일정 크기를 갖는 덩어리 형태로 배출하게 된다.
계속해서, 컨베이어(80)는 혼합물을 이송시키면서 자연 고화에 의해 고형화시키게 되며, 컨베이어(80)에 의해 이송되면서 고형화된 고형물은 피트(82)에 저장시킨다. 그리고, 피트(82)에 저장된 고형물이 일정한 분량에 도달하게 되면, 피트(82)의 고형물은 차량 등에 의해 매립지로 운반시켜 매립시킨다. 여기에서, 터보팬(84)의 구동에 의해 컨베이어(80)로부터 수분이 함유된 공기를 강제로 배출시킴으로써 혼합물의 고화를 촉진시킬 수 있다.
이와 같이 재가 시멘트와 물에 혼련되어 고형물로 고화되므로, 분진의 발생이 방지되어 작업 환경이 쾌적하게 유지된다. 그리고, 재의 처리 공정을 자동화시킬 수 있어 작업성을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 재의 처리 용량을 높일 수 있게 된다.
한편, 피트(82)에 저장된 고형물은 도시하지 않은 버킷 컨베이어 또는 버킷 엘리베이터에 의해 연속적으로 운반하거나 로더에 의해 트럭 등과 같은 차량에 적재하여 운반할 수 있으며, 이로 인하여 재의 운반 작업이 용이해져 작업성이 개선된다.
또한, 매립지로 운반되어 매립된 고형물 속의 수은, 카드뮴 및 아연, 납 등과 같은 중금속은 고화 상태의 시멘트에 의해 용출되지 못하기 때문에 중금속의 용출에 의한 토양 및 수질의 오염을 방지할 수 있게 된다. 즉, 시멘트가 갖는 강한 알카리성에 의해 난용성 화합물이 생성됨과 아울러 중금속이 고착되어 중금속의 용출이 효과적으로 방지되는 것이다. 그리고, 시멘트에 알루미나실리케이트 등과 같은 방수제가 혼합된 경우에는, 산성비 등에 의해서도 중금속의 용출을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 재에 함유된 납 및 그 혼합물 등과 같이 중금속의 성분에 따라 물과 킬레이트 화합물만을 혼련시켜 재를 처리할 수 있다. 요컨대, 재 공급기(20)에 의해 재를 혼련성형기(70)에 공급하고, 여기에 물과 킬레이트 화합물을 공급시킨 상태에서 이들을 혼련시켜 성형시키며, 물과 킬레이트 화합물은 혼합기(102)에 의해 균일하게 혼합시켜 혼련성형기(70)에 공급시킨다. 이때, 재의 분량을 100중량%로 할 때 물의 분량은 약 20∼30중량%, 킬레이트 화합물의 분량은 약 1∼4중량%로 공급하는 것이 바람직하다.
그리고, 혼련성형기(70)에 의해 성형된 혼합물이 컨베이어(80)에 배출된 상태에서는 혼합물이 킬레이트 화합물에 의해 자연 고화된다. 이와 같이 물과 킬레이트 화합물에 의해 재를 고형화시킨 고형물에서는 앞에서 설명한 것과 동일하게 중금속이 용출되지 못하게 된다. 즉, 킬레이트 화합물은 물과 함께 재 속의 중금속 이온을 용출시키게 되며, 이때 중금속과 킬레이트 화합물이 반응하면서 킬레이트 결합을 갖는 고분자 금속착체가 생성되어 중금속의 용출이 효과적으로 방지되는 것이다.
상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명은 재의 처리이외에도 각종 분진의 처리에 널리 적용할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 소각재 고형화 시스템에 의하면, 소각 처리된 재에 시멘트와 물, 그리고 킬레이트 화합물을 혼련시켜 고형화시킴으로써, 중금속의 용출에 의한 토양 및 수질의 오염이 방지되어 매립이 안전해지는 것이다. 또한, 재의 운반 작업이 용이해지며, 분진의 발생이 방지되어 작업성 및 작업 환경이 개선되는 것이다. 뿐만 아니라, 재의 처리 공정을 자동화시킬 수 있어 재의 처리 용량을 높일 수 있는 것이다.
Claims (2)
- 폐기물 소각로에서 배출되는 중금속이 함유된 재를 고형화시키기 위한 소각재 고형화 시스템에 있어서, 재 저장조로부터 재를 공급하는 재 공급기와, 상기 재를 고형화시킬 수 있는 시멘트를 공급하는 시멘트 공급기와, 상기 재와 시멘트의 혼련이 가능하도록 물을 공급하는 물 공급기와, 상기 재와 시멘트, 그리고 물을 혼련시켜 소정의 형상으로 성형시키는 혼련성형기와, 상기 혼련성형기로부터 배출된 혼합물을 이송시키면서 고형화시키는 컨베이어로 이루어지는 소각재 고형화 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 물 공급기로부터 공급되는 물에 상기 고형물로부터 중금속의 용출이 방지되도록 고화액 저장조로부터 킬레이트 화합물을 공급시키는 고화액 공급기를 추가로 구비하는 소각재 고형화 시스템.
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