KR19990077734A - 고형 소각 잔류물의 내침출성을 향상 시키는 방법 - Google Patents

Abstract

쓰레기 소각 과정에서 발생하는 고형 소각 잔류물의 내침출성을 향상시키기 위하여 고형 소각 잔류물을 400 내지 600℃의 온도에서 비산화성 공기에서 풀림 처리한다.

Description

고형 소각 잔류물의 내침출성을 향상 시키는 방법{METHOD FOR INCREASING THE LEADING STABILITY OF SOLID COMBUSTION RESIDUES}

본 발명은 제 1 청구항의 대개념의 특징을 갖고서 쓰레기 소각 과정에서 발생하는 고형 소각 잔류물의 내침출성 향상시키는 방법에 관한 것이다.

쓰레기의 변환을 위한 열처리 시설, 예를 들어 쓰레기 소각시설은 제거할 쓰레기를 무기화할 목적으로 가동된다. 이때 쓰레기의 가연성 성분, 즉 대개 탄소를 함유한 성분은 기체 상태의 반응 생성물로 변환되는 반면에 나머지 잔여물은 고형 소각 잔류물로서 연소실에서 분리된다. 고형 소각 잔류물은 쓰레기 매립지로 이송되거나 또는 고형 소각 잔류물이 소정의 성질을 갖고 있을 경우 건축자재로 재활용되어 도로 건설에 이용된다.

고형 소각 잔류물을 이용하려면 소정의 지침을 준수하여야 하며, 이중 일부는 법률과 법령에 의해 정해져 있다. 필수 지침 중의 하나는 특정 성분의 침출성 내용물에 대한 고형 소각 잔류물의 내성이다. 침출성은 쓰레기 매립지나 토목 건축물에 물이 침투할 수 있기 때문에 중요하다. 물 속에 들어 있는 이산화탄소나 황산화물 같은 산성 성분은 고형 소각 잔류물과 화학 반응을 일으킬 수 있고, 이때 고형 소각 잔류물의 특정 성분, 예를 들어 중금속이 이동화된다. 이동화된 이들 성분은 침출수와 함께 매립지를 벗어남으로써 환경, 특히 지하수를 해친다.

원하지 않는 물질이 소각 잔류물로부터 이동화될 수 있는 가능성을 인지하기 위하여 소정의 시험 방법이 법규에 의해 정의되어 있다. 소위 용출액 시험에서는 매립되거나 건축 기술상 활용할 물질의 일정량을 일정량의 물과 일정한 조건하에 접촉시킨다. 이러한 접촉 후에 액상과 고상이 분리된다. 용출액이라 칭해지는 액상은 규정에 명시된 물질과 관련하여 정량 화학 분석을 받는다.

그러나 쓰레기 소각 과정에서 나온 고형 소각 잔류물은 화학적으로 불활성 혼합물이 아니기 때문에 저장시 노화가 일어날 수 있다. 이러한 노화는 예를 들어 물질의 유기적 성질 변화를 통해, 특히 전단 강도의 증가나 특정 성분의 내침출성 향상을 통해 드러날 수 있다.

재의 질을 향상시키기 위해 화격자 재의 소결 및 유리화 같은 열처리 방법도 논의되었고 문헌에 기술되었다. 고형 소각 잔류물을 850 내지 1000℃의 온도 범위에서 소결 처리함으로써 소각 잔류물의 용출액 안정성이 향상된다고 한다.

또한 DE-A-4 429 958에는 특수 설계된 연소화격자를 이용한, 쓰레기 소각 시설의 연소 구역에 이어지는 연소구역 내에서의 화격자 재의 열처리 방법과 장치가 공지되어 있다. 이때 화격자 재는 쓰레기 소각 시설의 연소 구역에 이어지는 연소구역 내에서 액랭식 연소화격자 바로 위로 회분 고유의 에너지에 의해 가열·소결되며 이어서 전진 이송 화격자에 의해 이송된다.

본 발명의 과제는 쓰레기 소각 시설에서 발생하는 고형 소각 잔류물을 고형 소각 잔류물의 용리성에 대항하는 성질이 향상되도록 사후 처리하는 것이다.

도 1은 소각 잔류물의 처리 장치를 갖춘 쓰레기 소각 시설의 연소실의 종단면도,

도 2는 소각 잔류물의 다른 사후 처리 과정에 관한 도면.

이러한 과제는 종류에 따른 방법에 있어서 본 발명에 따라 제 1 청구항의 주요 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 유리한 발전 형태는 하위 청구항에 제시되어 있다.

비산화 조건, 무엇보다도 환원 조건을 준수함으로써 비교적 저온에서도 이미 고형 소각 잔류물의 조절이 달성될 수 있다. 이러한 조절은 -용출액 시험에 따라- 본 발명에 따라 사후 처리된 소각 잔류물의 용출액 내 일정 성분의 농도를 낮춘다. 이를 통해 특히 용출액 내의 중금속 화합물의 농도를 법규정에 의해 정해진 수준까지 낮출 수 있다.

본 발명의 여러 실시예는 도면에 나타나 있고 아래에서 더 상세히 설명하겠다.

(실시예)

쓰레기 소각 시설은 여기 나타내어진 바와같이 경사진 면을 따라 배치되어 있고 회전하는 화격자 롤러(2)들로 형성되어 있는 연소 화격자(1)를 가지고 있다. 쓰레기는 급송 호퍼(3)와 급송 슬라이드(4)를 통해 연소 화격자(1)로 이송된다. 연소 화격자(1) 하단에는 공기 탱크(5)가 위치하며, 이를 통해 화격자 롤러(2)들에 하부에서 1차 연소 가스가 공급된다. 연소 화격자(1)를 통해 이동되는 동안 쓰레기는 연소 구역(6)을 통과할 때 하부에서 공급된 연소 가스와 접촉하여 건조되고, 가스가 제거되며 연소된다. 연소 화격자(1)의 끝부분에서 쓰레기는 대체적으로 전부 타버리기 때문에 최대 1-2%의 탄소를 함유할 수 있는 고형 소각 잔류물이 남게 된다.

연소 화격자(1) 위에는 냉각된 연소실 천장(8)과 냉각된 연소실 뒷벽(9)으로 제한되어 있고 연도 가스 통로(10)로 이어지는 연소실이 있다. 연도 가스 통로(10)는 도면에 나타나지 않은 폐열 보일러로 이어진다. 연소실 천장(8)과 연소실 뒷벽(9)에는 버너(11)가 배치되어 있고, 이 버너를 통해 추가 연소 가스가 연소실 내로 불어넣어진다. 이러한 2차 연소 가스의 도움으로 기체와 연행된 고형 미립자는 재연소되고, 연소 화격자(1)에 의해 이동된 쓰레기층을 떠난다.

연소실 내부에는 연소 화격자(1)에 처리 유닛이 이어진다. 당해 경우에 처리 유닛은 전진 이송 화격자(13)로 구성되는데 그 하단에는 별도의 공기 탱크(14)가 배치되어 있다. 이 전진 이송 화격자(13)는 쓰레기 소각 과정에서 생성된 고형 소각 잔류물을 수용하여 이것을 이동층의 형태로 연소실의 끝으로 이송한다.

처리 유닛(12)을 형성하는 전진 이송 화격자(13) 상에서 고형 소각 잔류물은 쓰레기 소각 후 즉시 400 내지 600℃의 온도에서 풀림 처리된다. 전진 이송 화격자(13)에 의해 이동된 층 내부에는 비산화성 또는 환원성 공기가 유지된다. 연소 잔류물이 낮은 잔여 탄소 함량을 나타내면 전진 이송 화격자(13)에 공기 탱크(14)를 통해 쓰레기 소각시보다 적은 양의 공기가 공급된다. 이 공기량은 고형 소각 잔류물의 잔여 탄소가 일부 연소될 정도이다. 공기 대신에 다른 가스, 예를 들어 연도 가스가 공급될 수도 있다. 이러한 처리 가스에는 비산화 또는 환원 작용을 하는 CO, CO₂등의 가스 성분이나 수증기가 첨가될 수 있다. 이 가스 성분은 용출액 시험에서 정해진 용출액의 일정 성분을 감소시키는 것을 돕는다. 처리 가스에 염소 가스나 염소 화합물을 첨가하여 생성되는 염소가 농축된 가스 공기도 동일한 작용을 한다.

도 1과 관련하여 기술된 소각 잔류물 사후 처리 방법은 쓰레기 소각 과정에 통합되어 있고, 조절 단계로서 연소 화격자(1)에 연결되거나 연소 화격자(1) 상으로의 고형 이동 과정에 통합된다.

도 2에는 소각 잔류물의 사후 처리 방법의 다른 실시 형태가 나타나 있다. 쓰레기 노(15)는 도 1에 나타난 것처럼 연소 화격자와 연소 구역을 갖는 연소실을 포함한다. 쓰레기 노(15)에는 공급관(16)을 통해 쓰레기가, 공기관(17)을 통해 연소 가스가 공급된다. 쓰레기 노(15)에는 폐열 보일러(18)와 연도 가스 정화장치(19)가 연결되어 있고, 이들 장치 내에서 쓰레기 소각시 발생하는 연도 가스가 냉각·정화된다. 연도 가스는 연도 가스 정화장치(19)로부터 나와 연도 가스관(20)을 통해 굴뚝으로 이동된다.

쓰레기 소각시 발생하는 고형 소각 잔류물은 쓰레기 노(15)의 연소실로부터 분리되고 연소실에서 나온 후에 도관을 통해 물통을 갖고 있는 회분 제거장치(21)에 도달하는데, 이 장치는 예를 들어 스크레이퍼 컨베이어가 달린 습식 회분 제거기나 플런저형 회분 제거기로 형성되어 있다. 회분 제거장치(21)는 동시에 정화되지 않은 더운 연도 가스가 소각 잔류물 통로를 통해 쓰레기 노(15)를 벗어나는 것을 방지하는 밀봉장치이기도 하다.

회분 제거장치(21)로부터 직접 또는 중간 저장을 거친 후에 소각 잔류물은 처리 유닛(12)으로 이송된다. 처리 유닛은 예를 들어 회전관, 진동 채널, 진동 컨베이어 또는 버킷 컨베이어로 설계될 수 있고 케이스로 둘러 싸여 있다. 처리 유닛(12) 내에서 소각 잔류물은 이동층, 또는 버킷 컨베이어의 경우에는 정지층을 형성한다. 에너지 공급을 통해 고형 소각 잔류물은 처리 유닛(12) 내에서 400 내지 600℃로 가열된다. 이때 필요한 에너지는 처리 유닛(12)을 가열함으로써 외부에서 조달될 수 있다. 처리 유닛(12)은 가열된 가스를 통해서 또는 버너(22)에 의해 내부에서 가열될 수 있다.

당해 시설에서 제 1도에 따라 실시된 방법과 관련해서 설명되었듯이 본 처리 유닛(12)에서도 비산화성 또는 환원성 가스 공기가 발생한다. 이 가스는 버너(22)나 도관을 통해 처리 유닛(12)에 공급된다. 배기 가스는 처리 유닛(12)으로부터 나와 배기 가스관(23)을 통해 배출되고 배기 가스 정화장치, 예를 들어 쓰레기 노(15)에 속하는 연도 가스 정화장치에 경우에 따라 압력 상승을 거친 후에 이송된다. 정해진 처리 시간이 지난 후에 풀림 처리된 소각 잔류물은 처리 유닛(12)에서 나와 배출관(24)을 통해 배출된다.

본 발명에 따르면 쓰레기 소각 시설에서 발생하는 고형 소각 잔류물을 고형 소각 잔류물의 용리성에 대항하는 성질이 향상된다.

Claims (8)

1. 연소실의 연소 구역 내에서의 쓰레기 소각 과정에서 발생하고 소각 후에 열처리되는 고형 소각 잔류물의 내침출성을 향상시키는 방법에 있어서, 소각 잔류물이 400 내지 600℃의 온도에서 비산화성 공기에서 풀림 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 소각 잔류물이 쓰레기가 소각된 후 곧바로 연소실 내에서 풀림 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 소각 잔류물이 쓰레기가 소각된 후 연소실 밖으로 이송되어 연소실에서 나온 후에 풀림 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 소각 잔류물이 환원성 공기에서 풀림 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 소각 잔류물이 환원 작용을 하는 가스 성분을 함유하는 가스와 접촉하여 풀림 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 소각 잔류물이 산화 작용을 하는 가스 성분을 포함하는 가스와 접촉하여 풀림 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 소각 잔류물이 염소나 염소 화합물이 첨가된 가스와 접촉하여 풀림 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 연소실 내에서 연소 구역에 비해 감소된 양의, 비산화성 가스가 첨가된 공기가 소각 잔류물을 통과하여 지나가는 것을 특징으로 하는 방법.