KR19990037934A - 유독성 기체의 처리방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유독성 기체의 처리방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 유독성 기체는 1400℃ 이상을 유지하는 가열원인 플라즈마건을 사용하는 소각로에서 연소된다. 고온의 소각로에서 배출된 가스는 일차로 상온으로 냉각되고, 슬러리 스크러버에서 더욱 처리된다. 스크러버에는 석회/물이 포함되어 배출가스가 통과되어 모든 유독성분이 무해한 침전물로 변환되거 제거된다. 스크러버에서 배출되는 최종 배출물은 수증기로서 굴뚝을 통해 배출된다.

Description

유독성 기체의 처리방법 및 장치 {Method and apparatus for treatment of hazardous and toxic gases}
본 발명은 유독성 기체의 처리방법 및 장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 플라즈마를 이용하여 유독성 기체를 환경에 무해한 성분으로 열분해할 수 있는 새로운 구조의 유독성기체의 환경친화적 처리방법 및 장치에 관한 것이다.
산업설비나 소각장 등에서 유독성 기체가 많이 배출되어 대기오염 및 건강상의 문제점을 일으키고 있다. 이러한 유독성가스의 유해성분 중 특히 문제가 되는 것은 PCB(polychlorinated biphenyl;C12H10-XClX)이나 다이옥신이다. 이러한 유독성 기체를 처리하기 위한 여러 가지 방법들이 제안되고 있으나, 이러한 유독성 기체를 인체에 유해하지 않도록 환경친화적으로 완전하게 처리하는 효율적이고 경제적인 방법은 아직 미해결의 과제로 남아 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 유독성 기체의 처리상의 문제점을 극복하기 위해 제안된 것으로서, 기체상태의 유독성 물질을 환경친화적으로 제거할 수 있는 새로운 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유독성기체 처리시스템의 개략구성도
도 2는 이중냉각챔버의 질소 또는 아르곤 플라즈마건 단면도
도 3는 단일냉각챔버의 질소 또는 아르곤 플라즈마건의 개략도
도 4는 본 발명에 따른 소각로의 단면구성도
도 5는 잔류가스폐기물을 무해물질로 변환시키는 스크러버의 개략구성도
도 6은 배출용 굴뚝의 구성도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10. 소각로 11. 냉각챔버
13. 스크러버 15. 플라즈마건
22. 인덕션코일 28. 석회/물 슬러리
본 발명에 따르면, 유독성 성분을 내구성이 우수한 플라즈마건에 의해 고온으로 가열된 소각로에 통과시킴으로써 완전히 열분해할 수 있는 방법 및 장치가 제공된다. 최종적인 배출가스는 상온까지 냉각되고 스크러버에 투입된다. 이 세척조에서 처리된 후의 배출성분은 환경적으로 전혀 무해한 수증기뿐이다.
본 발명의 특징에 따르면,
(1) 유독성 성분을 포함하는 기체를 복수개의 석영 또는 세라믹으로 성형된 아르곤 또는 질소 플라즈마건을 사용하여 1,400℃ 이상으로 가열된 고온의 열기를 소각로에 도입하는 단계와,
(2) 고온의 소각로에서 나온 배출가스를 냉각챔버로 도입하여 배출가스의 온도를 상온으로 낮추는 단계와,
(3) 상기 냉각챔버에서 냉각된 배출가스를 석회와 물로 이루어진 슬러리가 담긴 스크러버로 도입하여 도입된 배출가스를 화학적으로 더욱 무해화처리하여 무해한 침전물로 변환시켜서 대기중에는 대체로 수증기만을 최종적으로 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유독성 기체의 환경친화적 처리방법이 제공된다.
여기서, 상기 플라즈마건은 융점 1,700℃ 이상의 석영(cristobalite) 또는 융점 2,700℃ 이상의 내열성 세라믹으로 성형되고, 물, 질소, 아르곤 기타 냉각제에 의해 냉각되는 이중냉각챔버 또는 단일냉각챔버를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 유독성 성분을 함유하는 기체가 도입되어 열분해되는 소각로(10)와, 상기 소각로(10)에 구비되며 석영 또는 세라믹으로 성형되어 1,400℃ 이상, 바람직하게는 1450±10℃ 이상으로 가열된 고온의 열기를 상기 소각로(10) 내부로 주입하는 질소 또는 아르곤 플라즈마건(15)과, 상기 소각로(10)의 후단에 배치되어 상기 소각로(10)에서 열분해된 기체가 냉각되는 냉각챔버(11)와, 상기 냉각챔버(11)에서 배출된 가스가 도입되어 석회와 물을 포함하는 슬러지(28)를 통과하도록 구성되며 수증기가 배출되는 굴뚝(34)이 형성된 것을 특징으로 하는 유독성 기체의 처리장치가 제공된다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 개략적인 구성도이다. 유독성 기체성분이 소각로(10)에 유입된다. 본 발명의 시스템은 유독성 기체성분을 소정시간 동안 소정의 온도범위에서 가열함으로써 열분해될 수 있다는 원리에 기초하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 소각로(10)의 일측에 유입구(41)가 형성되고 타측에 배출구(42)가 형성된다. 이 소각로(10)의 내부에는 유독성 기체를 우회시켜서 체류시간을 연장하기 위한 격벽(43)이 지그재그로 형성된다. 그리고, 이 격벽(43)의 소정부위에는 온도센서(25)가 구비된다. 이 소각로(10)의 열은 복수개의 플라즈마건(15) 또는 플라즈마토치에 의해 공급된다. 이 플라즈마건(15)은 소각로(10)의 외벽둘레에 배치되어 소각로(10) 내부로 고온의 플라즈마 또는 이 플라즈마에 의해 가열된 공기를 주입하도록 소각로(10)에 관통형성된다. 이 플라즈마건(15)은 융점이 각각 1,700℃와 2,700℃ 이상인 석영(cristobalite)이나 세라믹으로 성형제작된다. 이러한 플라즈마건(15)은 종래의 금속재로 만든 플라즈마건에 비해 상대적으로 높은 내열성과 긴 내구연한을 가진다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 사용되는 플라즈마건(15)의 구조를 예시하는 것으로서, 도 2의 플라즈마건(15)은 석영 또는 세라믹으로 성형된 원통형의 본체의 중심부 플라즈마발생실(23)의 일측에 아르곤 또는 질소의 주입구(20)가 형성되고, 타측에는 인덕션코일(22)이 감긴 코어(21)가 형성되어, 이 코어(21)가 소각로(10) 내로 관통형성되어 발생된 플라즈마 또는 열기가 소각로(10) 내로 공급된다. 이 플라즈마발생실(23)의 외측에는 제1 냉각챔버(43)와 제2 냉각챔버(44)가 구비된다. 제1 냉각챔버(43)에는 주입구(24)를 통해 아르곤 또는 질소가 주입되어 냉각작용을 수행한 후에 퇴출구(16)를 통해 플라즈마발생실(23)로 유입되고, 제2 냉각챔버(44)에는 주입구(17)를 통해 냉각수가 유입되어 냉각작용을 수행한 후에 배출구(18)를 통해 외부로 배출된다. 본 발명에서와 같이 인덕션코일을 사용하는 고주파유도방전식 플라즈마건을 사용하면, 전극방전식과 달리 무전극방전식이므로, 전극의 소손에 따른 빈번한 전극교체의 문제점이 없다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마건(15)의 구조를 보여주는데, 도 2의 플라즈마건과의 차이점은 냉각챔버(43)가 하나이고, 이 냉각챔버(43)에는 냉각수, 바람직하게는 ASTM Reagent ClassⅡ의 요건을 만족하는 냉각수가 주입된다.
이상에서 설명한 플라즈마건(15)을 토치로 사용하는 소각로(10)를 거치면서 열분해된 유독성 가스는 냉각챔버(11)로 도입되어 현장여건에 따라 정해지는 소정온도까지 냉각된다. 펌프(12)는 배출가스를 냉각챔버(11)로부터 스크러버(13)로 이송한다.
연결관(26)을 통해 운반된 배출가스는 도 5에 도시된 스크러버(13)로 도입된다. 이 배출가스는 하향개방된 개구부를 가지는 분배관(27)을 통해 석회/물 슬러리(28) 속에 투입된다. 그리고, 슬러리(28)를 통해 스며나와 배출구(29)를 통해 굴뚝으로 배출된다.
소각로(10)에서 생성되는 주된 기체성분은 수증기를 제외하면 CO2, Cl2, NOX 및 SOX이다. 이중에서 수증기 또는 물을 제외한 다른 성분들은 석회수와 아래와 같이 반응하게 된다.
CaO(lime) + H2O = Ca(OH)2
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3
Cl2 + Ca(OH)2 = Ca(OCl)2
Ca(OCl)2 = CaCl2 + Ca(ClO3)2
NOX + Ca(OH)2 ------> Ca(NO2)2 또는 Ca(NO3)2
SOX + Ca(OH)2 ------> CaSO4
그러므로, 배출구(29)를 통해 배출되는 성분은 전술한 발열반응에 의해 생기는 환경에 무해한 수증기뿐이다. 석회수 슬러리(28)는 pH센서(45)에 의해 자동적으로 보충되고 제어된다. 슬러리의 pH가 9이하로 떨어지면 석회가 새로 보충된다. 사용된 슬러리는 배출밸브(30)를 통해 중력에 의해 침전조(32)로 배출된다. 번호 46은 석회분말의 투입구이고, 번호 47은 레벨게이지, 번호 48은 물공급구이다. 침전조(32)에 침전되는 슬러리(28)는 주로 무해한 염의 일종인 CaCO3, CaCl2, Ca(ClO3)2, Ca(NO3)2 및 CaSO4로 구성되며, 이들은 유용한 무독성 부산물로 활용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와같은 배출가스용 굴뚝(34)에는 복수개의 온도센서(35)와, CO2, CO, NOX, SOX의 농도를 실시간으로 측정하는 푸리에변환 적외선분광기(36)가 구비된다. 번호 37은 냉각챔버로부터 연결되는 유입구이고, 번호 38은 무해한 액상응축수의 배출구이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예가 설명되었으나, 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 부분적인 수정과 변형이 가해질 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, PCB나 다이옥신과 같은 유독성물질을 포함하는 유독성기체를 플라즈마건을 이용하여 1400℃이상의 고온으로 열분해시키고, 석회/물 슬러리를 통과시켜서 반응시킴으로써 최종생성물이 인체에 전혀 무해한 성분만이 남게 되는 환경친화적 유독성기체 처리시스템이 제공되게 된다.

Claims (3)

  1. (1) 유독성 기체를 함유하는 폐기물을 복수개의 석영 또는 세라믹으로 된 아르곤 또는 질소 플라즈마건을 사용하여 1,400℃ 이상으로 가열된 고온의 소각로에 도입하는 단계와,
    (2) 고온의 소각로에서 나온 배출가스를 냉각챔버로 도입하여 배출가스의 온도를 상온으로 낮추는 단계와,
    (3) 상기 냉각챔버에서 냉각된 배출가스를 석회와 물로 이루어진 슬러리가 담긴 스크러버로 도입하여 도입된 배출가스를 화학적으로 더욱 무해화처리하여 무해한 침전물로 변환시켜서 대기 중에는 대체로 수증기만을 최종적으로 배출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유독성 기체의 환경친화적 처리방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 플라즈마건은 석영(cristobalite) 또는 내열성 세라믹으로 성형되고, 물, 질소, 아르곤 기타 냉각제에 의해 냉각되는 이중냉각챔버 또는 단일냉각챔버와, 인덕션코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 유독성 기체의 환경친화적 처리방법.
  3. 유독성 성분을 함유하는 기체가 도입되어 열분해되는 소각로(10)와, 상기 소각로(10)에 구비되며 석영 또는 세라믹으로 성형되어 1,400℃ 이상으로 가열된 고온의 열기를 상기 소각로(10) 내부로 주입하는 질소 또는 아르곤 플라즈마건(15)과, 상기 소각로(10)의 후단에 배치되어 상기 소각로(10)에서 열분해된 기체가 냉각되는 냉각챔버(11)와, 상기 냉각챔버(11)에서 배출된 가스가 도입되어 석회와 물을 포함하는 슬러지(28)를 통과하도록 구성되며 수증기가 배출되는 굴뚝(34)이 형성된 것을 특징으로 하는 유독성 기체의 처리장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05315093A (ja) * 1992-05-06 1993-11-26 Nippon Steel Corp プラズマトーチ
JPH0821475B2 (ja) * 1992-12-18 1996-03-04 科学技術庁無機材質研究所長 高周波プラズマ装置
JP2997912B2 (ja) * 1994-11-29 2000-01-11 悟 吉中 化合物処理装置
JPH08323133A (ja) * 1995-05-30 1996-12-10 Nippon Steel Corp 高周波誘導熱プラズマを用いた有機ハロゲン化合物の高温加水分解により発生した排ガスの無害化処理方法
JP3965216B2 (ja) * 1996-04-16 2007-08-29 新日鉄エンジニアリング株式会社 高周波プラズマによるフロン分解方法
KR19990017420A (ko) * 1997-08-23 1999-03-15 김징완 플라즈마를 이용한 난분해성 가스 처리방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030067241A (ko) * 2002-02-07 2003-08-14 주식회사 유민이엔씨 고온 플라즈마를 이용한 다이옥신 및 분진 제거방법 및 그장치

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