KR19990037461A - 연소잔류물처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소 잔류물, 특히 폐기물 소각로로부터 나오는 연소 잔류물을 CO₂로 처리하는 방법에 관한 것으로, 그러한 방법은 연소 잔류물을 물에 현탁시킨 채 물에 대해 이동시키고, 그러한 이동 중에 CO₂에 접촉시키는 것을 특징으로 한다.

Description

연소 잔류물 처리 방법

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 연소 잔류물 처리 방법에 관한 것이다.

폐기물의 연소시에 불가피하게 발생되는 연소 재는 연소 재의 경제적 활용을 결정하는 일정한 품질 특성 하에 있게 된다. 그러한 특성은 연소 재 중의 연소되지 않은 물질의 함량이다. 연소 설비의 연소 재 중의 연소되지 않은 성분의 최소 분율은 대부분 특정의 연소 조건의 조절에 의해 얻어진다. 또한, 연소 재 중의 연소되지 않은 성분의 분율은 후속 분리 처리에 의해 얻어질 수도 있다. DE-PS 41 23 277에는 선별기를 사용하는 적절한 분리 방법이 개시되어 있다. 그 경우, 연소된 성분과 연소되지 않은 성분은 "연소된 부분"과 "연소되지 않은 부분"의 상이한 부유-침강에 의해 분리된다. 또한, 상기한 분리 방법은 금속 성분과 비금속 성분과의 분리, 특히 밀도가 상이한 금속 부분의 분리에 적합하다.

연소 재의 경제적 활용을 결정하는 또 다른 품질 특성은 중금속의 침출에 대한 연소 재의 안정성, 특히 강수에 의한 납의 침출에 대한 안정성이다. EP-PS 0 538 598에는 연소 재 제거기의 액체 욕에 화학 완충제로서 작용하는 첨가제를 공급하여 침출 안정성을 개선할 수 있음이 개시되어 있다. 다른 첨가제와 함께 이산화탄소를 사용하는 것도 개시되어 있다. 그러한 방법은 연소 재 또는 연소 재 용출물의 pH 값의 변동을 일으키는데, 그것은 DE-PS 41 23 277에 개시된 방법에 의해서는 불가능하거나 극히 미세한 정도로만 가능한 것이다.

EP-PS 0 538 598에 개시된 방법의 단점은 가스 형태의 물질을 현대식 쓰레기 소각로의 연소 재 제거기로 도입하는 것이 거의 가능하지 않다는 점이다. 이산화탄소를 함유한 가스 형태의 매질과 연소 재 제거기로부터 나온 액체와의 접촉을 이루기 위해서는, 가스 형태의 물질이 더욱 양호하게 액체로 추출되어야 하고 연소 재 제거기의 외부에서 처리되어야 한다. 공지의 방법의 또 다른 단점은 현대식 연소 재 제거기가 상대적으로 작은 액체 용량의 액체 욕만을 가용할 수 있다는 점이다. 이산화탄소 또는 이산화탄소 함유 가스를 습식 연소 재 제거기의 액체 욕 중에 직접 도입하는 것은 원칙적으로는 가능하다. 그러나, 그 경우에는 화학 반응에 의해 생성되는 고체(탄산염)가 경화 작용에 의해 가스 유입부를 막게 된다. 또한, 액체 욕의 충전 수위가 낮음으로 인해 사용되는 가스 흐름 중에 함유된 이산화탄소가 불완전하게만 습윤될 수 있을 뿐이다. 또한, 연소 재의 처리가 습식 연소 재 제거기의 연소 재 반출과 공간적으로 연계된다는 것도 단점이다. 특히, 그것은 추가의 증설 장치가 있는 설비에서 불리하게 작용하는데, 그 이유는 필요한 장치 군의 설치를 위한 충분한 장소가 항상 존재하는 것이 아니기 때문이다.

아직 공개되지 않은 선행 독일 출원 197 07 914.8에는 쓰레기 소각로에 침전된 연소 재의 특성에 유리하게 작용하도록 사후 처리하는 방법이 개시되어 있다. 그러한 방법에서는 연소 재가 가스 형태의 이산화탄소의 고정상 또는 이동상 속을 통과하여 흐른다. 그 경우, 이동상은 습윤된 침전 연소 재를 이송하는 이송 장치에 의해 생성된다.

본 발명의 목적은 이산화탄소와 연소 잔류물과의 접촉이 개선되도록 전제된 형식의 방법을 구성하는 것이다.

도 1은 연소 잔류물 처리 방법의 개요와 함께 연소 잔류물 처리 장치를 나타내는 도면이다.

도 2는 연소 잔류물 처리 장치의 측면도이다.

그러한 목적은 전제된 형식의 방법에서 본 발명에 따라 청구항 1에 특징지워진 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 구성은 특허 청구 범위의 종속항들의 주제이다.

본 발명에 따른 방법에서는 맥동하는 물의 흐름에 의해 상이 반복적으로 와해되어 입자의 부유 및 침강이 일어난다. 그러한 과정에 있어서, 개개의 입자는 주변의 물에 대해 반복적으로 이동되고, 그에 의해 이산화탄소 또는 물 속에 용해된 물질과 고체 입자 사이의 물질 이동이 증대된다. 그러한 방식으로 이산화탄소에 의해 처리되는 연소 재는 중금속이 침출, 특히 강수에 의한 납의 침출에 대해 향상된 안정성을 나타낸다.

이하, 본 발명의 다수의 실시예를 첨부 도면과 연관하여 상세히 설명하기로 한다.

도시된 장치는 입자형 재료에 대한 습식의 기계적 선별을 실시하는 공지의 선별기(1)이다. 벙커(2) 속에는 연소 잔류물, 특히 쓰레기 소각로 또는 폐기물 소각로로부터 나온 슬래그 또는 연소 재가 이미 들어있는 상태이다. 벙커(2)에는 연소 재를 위로부터 선별기(1)로 공급하는 이송 장치(3)가 연결되어 있다.

선별기(1)는 체망판 또는 천공판(5)이 내부에 배치되어 있는 하우징(4)으로 이루어진다. 천공판(5)의 아래쪽으로는 하우징(4) 내에 물이 채워져 있는 챔버(6)가 배치된다. 천공판(5) 위에는 연소 잔류물을 포함하는 상(9)이 형성되는데, 그 상(9)의 밀도는 위쪽으로부터 아래쪽으로 감소된다. 상기한 평면은 소위 중량물 층(7)을 경량물 층(8)으로부터 분리시킨다.

천공판(5)의 연장부에는 벽(10)에 의해 획정되는 중량물용 유출실(11)이 있다. 유출실(11)은 플랩(12)에 의해 닫혀질 수 있는 유출 개구부(13)를 구비하고 있다. 플랩(12)은 중량물 높이를 조정하는 플로트 게이지(14)에 의해 제어된다. 측방으로 중량물용 유출실(11)의 옆에는 경량물용 유출실(15)이 있는데, 그 유출실(15)은 작업중에도 항상 개방되어 있는 유출 개구부(16)를 구비하고 있다.

유출실(11, 15)의 유출 개구부(13, 16)는 각각 연소 재를 물로부터 분리하는 분리 장치(17, 18)에 연결되어 있다. 분리 장치(17, 18)의 물 유출구는 중간 용기(19)에 연결되어 있다. 중간 용기(19)는 파이프 라인(20)을 경유하여 순환 펌프(21)가 배치되어 있는 챔버(6)에 연결되어 있다. 물은 파이프 라인(20)을 경유하여 선별기(1)를 통해 순환되어 안내된다. 중간 용기(19)에 새로 물을 첨가하는 것은 물의 소모를 보충하기 위한 것이다.

천공판(5) 아래에 있는 챔버(6)는 하우징(4)의 측벽 개구부(22)를 경유하여 맥동실(23)에 연결되어 있다. 맥동실(23)의 상부에는 가스 쿠션(24)이 있다. 맥동실(23)에는 물을 맥동실(23)로부터 챔버(6)로 가압하는 임펄스 형태의 가스, 예컨대 공기가 압입된다. 물은 수직으로 천공판(5)을 통해 연소 재료로 이루어진 상(9)에 유입된다. 물은 흐름이 끝난 후에 부분적으로 반송된다.

가스를 임펄스 형태로 공급하는 것에 의한 물의 수직 맥동 흐름은 연소 재 입자의 부유 및 침강을 동반하면서 상(9)을 반복적으로 와해시킨다. 그러한 입자의 이동에 의해 입자의 분류가 이루어지고, 그 결과 상(9)의 수평 층상화가 이루어져 상(9)의 2개의 층(7, 8)이 형성된다. 그러한 과정에서, 개개의 연소 재 입자는 물에 대해 반복적으로 이동된다. 수직의 맥동 흐름은 연소 재 입자를 선별기(1)를 통해 이송시키는 수평 흐름과 중첩된다. 그러한 수평 이동은 경량물 측의 유출 개구부(16)로부터 연소 재를 상시적으로 반출하는 것과 물을 파이프 라인(20)을 경유하여 챔버(6)로 반송시키는 것에 의해 실현된다.

연소 재 입자는 주변의 물에 대해 상대 이동을 하는 동안에 CO₂와 접촉된다. 그것은 선별기(1)의 작업을 위한 작동 유체로서의 역할을 하는 물에 CO₂를 용해시키는 것에 의해 실시된다. CO₂를 함유하는 물은 바람직하게는 대기압 또는 그 이상의 압력 하에서 작동되는 흡수 장치(25)에서 마련된다. 흡수 장치(25)에서는 챔버(6)로부터 배출된 물이 CO₂로 충전된다. 이어서, 물은 챔버(6)로 반송된다. 물이 연소 재와 접촉하기 때문에, 물의 pH 값이 높고, 그로 인해 상대적으로 많은 양의 CO₂가 물에 용해될 수 있다. 연소 재 입자가 전술된 바와 같이 물에 대해 반복적으로 이동되는 것에 의해 물 속에 용해된 물질과 연소 재 사이의 물질 이동이 증대된다.

CO₂공급원으로서는 연소 가스, 특히 연소 가스 정화 장치로부터 나오는 정화 가스가 사용된다. CO₂는 미리 연소 가스 중에서의 물리적 세척 또는 압력 교환 흡착에 의해 농축될 수 있다. CO₂는 이산화탄소 함유 물질을 별도로 연소시키거나 석회석 또는 백운석과 같은 광물 탄산염을 산, 특히 연소 가스 정화로부터 얻어지는 산에 의해 화학적으로 변화시키는 것과 같은 합성에 의해 얻어질 수도 있다. 또한, 천연적으로 생성된 CO₂도 사용될 수 있다.

가스 형태의 CO₂또는 CO₂함유 가스를 파이프 라인(26)을 경유하여 물로 충전되어 있는 챔버(6)에 직접 취입하는 방식으로 하고 천공판(5)을 통해 유입시키지 않을 수도 있다. 그로 인해, 상(9)의 고체 층을 통과하는 물 흐름의 평균 밀도가 감소된다. 그러한 방식으로 하여 활발한 반응 물질 대사가 실현되고, 또한 분류 작용에 유리한 영향을 미치게 된다. 주지된 바와 같이, 맥동 유체 중의 입자형 물질의 분류 거동은 고체의 밀도와 작동 유체의 밀도 비율에 결정적으로 의존한다.

맥동실(23)의 가스 쿠션(24)은 CO₂또는 CO₂함유 가스로 이루어질 수 있다. 가스 쿠션(23)을 둘러싸는 맥동실(23)은 순환수가 세밀한 분포로 맥동실(23)에 유입될 경우에는 CO₂흡수 장치로서 사용될 수 있다.

침강제 및/또는 응집제로서 작용하는 첨가제 또는 그러한 첨가제의 혼합물이 물에 첨가될 수 있다. 첨가제는 2가 이상의 양이온을 수반하는 가수 분해가 가능한 유기 염 또는 그러한 염의 수용액 또는 현탁액으로 이루어진다. 또한, 천연적으로 존재하거나 합성에 의해 제조되는 층상 규산염 또는 카올린, 카올리나이트, 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 버미큘라이트, 글리머, 피로필라이트 및 기타의 점토 층상 광물과 같은 2층 또는 3층의 점토 광물이 사용될 수 있다. 그러한 첨가제는 연소 재의 침출 안정성을 개선시키고, 연소 재의 기계 강도를 향상시킨다.

본 발명에 따른 연소 잔류물 처리 방법에서는, 이산화탄소와 연소 재 사이의 물질 이동이 증대되어 연소 재의 중금속에 대한 침출 안정성이 개선된다.

Claims (8)

1. 연소 잔류물, 특히 폐기물 소각로로부터 나오는 연소 잔류물을 이동상 중에서 CO₂로 처리하는 방법에 있어서, 연소 잔류물을 물에 현탁시킨 채 물에 대해 이동시키고, 그러한 이동 중에 CO₂에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 연소 잔류물 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 연소 잔류물을 포함하는 상을 통해, 수직으로 정향된 물의 맥동 흐름을 안내하는 것을 특징으로 하는 연소 잔류물 처리 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 물의 맥동 흐름을 수평 연속 흐름에 중첩시키는 것을 특징으로 하는 연소 잔류물 처리 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 가스 형태의 CO₂또는 CO₂함유 가스를 맥동 흐름을 형성하는 물 속에 직접 취입하는 것을 특징으로 하는 연소 잔류물 처리 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 물의 일부 흐름을 배출시키고, 외부 흡수 장치에서 CO₂로 충전시키고, 이어서 반송시키는 것을 특징으로 하는 연소 잔류물 처리 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 물의 맥동 흐름을 생성하는 가스 쿠션은 CO₂함유 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소 잔류물 처리 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 물 또는 연소 잔류물에 2가 이상의 양이온을 수반하는 가수 분해가 가능한 유기 염 또는 그 염의 수용액 또는 현탁액으로 이루어진 첨가제를 공급하는 것을 특징으로 하는 연소 잔류물 처리 방법.
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 물 또는 연소 잔류물에 천연적으로 존재하거나 합성에 의해 제조되는 층상 규산염 또는 2층 또는 3층의 점토 광물을 첨가제로서 공급하는 것을 특징으로 하는 연소 잔류물 처리 방법.