KR20000071895A - 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정 - Google Patents

산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정에 관한 것으로서, 고농도의 산소부화가스를 1차 용융-저온 열분해로(2)로 주입하는 공정과 이후 유해가스 정제공정, 생성폐수 재생처리공정, 2차 촉매(고온) 연소-열분해로(6) 공정을 차례로 거치므로써 고농도 탄산가스 또는 석유대체원료용 합성가스를 생산하여 재활용하며, 동시에 폐기물 중 함유된 무기물을 용융-수쇄처리하여 골재나 철재로 활용되는 용융수쇄물을 생산하고, 폐수를 재생처리하여 공정수를 생산하는 공정에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 산소부화가스를 이용하고, 종전의 일반 소각로 대신에 수직원통형의 단순하며 독특한 구조로 된 1차 용융-저온 열분해로(2)와 2차 촉매(고온) 연소-열분해로(6)로 구분하고, 그 중간에 유해가스 정제공정과 특수 저온 산화촉매를 사용하는 생성폐수재생 처리공정을 삽입하므로서, 폐기물을 고농도 탄산가스 또는 석유대체원료용 합성가스, 공업용수 및 무기물의 용융 재활용 등 완전자원화함으로서 경제성이 혁신되고, 자원과 환경을 동시에 보전할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정{Stackless waste material renewal process by oxygen enriched gas}
본 발명은 산소부화가스를 이용하여 폐기물을 완전 자원화 처리하므로써 폐기물의 방출을 위한 굴뚝 등의 시설이 필요하지 않고 또한 무공해이므로 공해로 인한 다양한 사회적 문제점을 해결할 수 있는 폐기물 처리공정에 관한 것이다.
종래 폐기물 처리의 방법은 주로 땅속에 매립하거나 단순히 공기를 이용하여 소각시키는 방법 등이 사용되었다.
이러한 종래의 폐기물 소각의 방법은 생활 및 산업활동에서 발생하는 다양한 폐기물을 공기와 보조연료에 의해 소각하되, 생성되는 연소가스중에 함유된 유해물질은 법령에서 규제하는 일정농도 이하로 제거하여 대기로 방출하고, 불연성 무기물은 연소잔재, 비산재. 폐첨가제 등으로 포집하여 그대로 또는 고화하여 땅속에 매립하며, 연소과정 중 발생하는 연소열(생성열)은 보일러로서 가급적 회수하여 활용하는 방법이었다.
도 1은 상기한 종래의 폐기물 소각방법 중 대표적인 공정도로서, 도시된 바와 같이 공기를 이용하여 1차연소실(1')에서 고체 폐기물을 연소하고, 2차연소실(2')에서 미연소기체를 연소시켰으며, 상기 1·2차연소실에서 완전연소된 연소가스는 그 생성열의 일부가 보일러(3')에서 수증기의 증발잠열로 회수되고, 이후 후처리공정(4')에서 유해가스 및 분진 등이 법정규제치 이하로 제거되고, 굴뚝(5')을 거쳐 대기로 방출되었다. 상기 1차연소실(1')과 2차연소실(2')은 소각로의 설계방법에 따라 하나의 소각로안에 둘 수도 있고 별개의 소각로로 분리할 수도 있으나, 그 물리적 구조는 연소실내에서 연소가스의 혼합이 잘 이루어지도록 설계되었다.
한편, 상기 후처리공정(4')에서는 폐기물 중에 함유된 유해물질과, SOx, HCl, NOx(공기중의 질소의 연소산화물) 와, 분진이 주로 제거되었으며, 극미량이지만 다이옥신(Dioxin)류, 수은, 중금속류 등도 제거되었다. 상기 유해물 제거의 방법으로는 소석회와 활성탄 분말에 의한 중화 흡착 여과법이 주류를 이뤘으며, 종종 질소산화물(NOx)과 극미량의 다이옥신(Dioxin)의 제거를 위해 소량의 암모니아 주입하의 선택촉매환원법(Selective Catalytic Reaction)이 추가적으로 활용되었다.
특히, 폐기물 중에 함유된 유해물질 특히 다이옥신(Dioxin)류의 완전분해를 위해선 적어도 2초 이상의 연소체류시간과 850℃ 이상의 연소온도를 유지해야 하는 바, 이에 일반적으로 2차연소실(2')에 폐기물의 자체열량이 부족하거나 수분이 많은 경우에 대비하여 보조연료를 연소하는 보조버너가 설치되었다.
그리고 소각로의 운전시간대와 수증기 사용처의 사용시간대가 불일치하면 상기 보일러(3')에서 회수된 열은 수증기-터빈 발전으로 자체소요동력을 공급하고 잉여전력은 공영전력망으로 송전하는 방식으로 활용되어질 수 밖에 없었는 바, 그 발전효율이 매우 낮아 추가투자에 대한 경제성 문제가 있어, 상기 발전설비는 소용량인 경우는 생략되었고, 대용량인 경우도 생략되는 경우가 태반이었다.
따라서, 상기한 종래의 폐기물 소각방법은 기본적으로 굴뚝을 통해 유해가스를 방출하는 바, 민원의 핵심대상이 되어 이로 인한 행정력의 낭비, 민심동요, 피해보상 등의 문제점을 낳는 것외에도
첫째, 저공해처리이지 완전무공해처리가 아니므로 분해되지 않고 방출된 다이옥신 등의 유해물질이 자연계에 분산, 누적될 수 밖에 없는 문제점이 있었으며,
둘째, 전체 폐기물처리비용에 비해 유일한 이득이 보일러의 회수열의 사용뿐이고 그 양도 적으므로, 유해물질의 고도제거기술의 적용을 회피하므로서 비용을 절감할 수 밖에 없는 문제점이 있었으며,
세째, 산소공급원으로 무상의 공기를 사용하여 불필요한 질소가 대량으로 유입되는 바, 유해가스인 열질소산화물(Thermal NOx)이 발생하고, 장치가 커지게 되므로서 운영비, 건설비 등의 증가를 일으키며, 생성유해물질이 대량의 질소에 의해 희석되어 후처리공정에서 유해물질의 제거성능을 낮추어 결과적으로 총괄 열효율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 산소부화가스를 이용하여 폐기물을 완전처리하여 자원화함으로써 무공해이고, 굴뚝이 필요없게 하는 폐기물 처리공정을 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 산소부화가스를 이용하고, 종전의 일반 소각로 대신에 독특하지만 단순한 구조로 된 1차 용융-저온 열분해로와 2차 촉매(고온) 연소-열분해로로 구분하고, 그 중간에 유해가스 정제공정과 특수 저온 산화촉매를 사용하는 생성폐수 재생처리공정을 삽입하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 대표적인 종래의 폐기물 소각공정도,
도 2는 본 발명에 의한 전체공정을 나타내는 블럭도,
도 3은 본 발명의 1차 용융-저온 열분해로의 물리적 구조를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명의 유해가스 정제의 공정도,
도 5는 본 발명의 생성폐수 재생처리의 공정도,
도 6은 본 발명에 의해 생산되는 탄산가스 또는 합성가스를 원료로 하는 대표적 2차제품의 제조연계공정도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 폐기물 공급장치 11, 11' : 슬라이드 게이트
12 : 호퍼 13 : 탄산가스 퍼지통
14 : 공급기 2 : 1차 용융-저온 열분해로
21 : 용융로 상부 유입구 22 : 산소 버너
23 : 증발-건조층 24 : 부분 연소 열분해층
25 : 완전 연소층 26 : 용융층
27 : 상부 배출구 28 : 배출변
29 : 수쇄조 30 : 수쇄물 배출장치
31 : 차압 조절변 40 : 건식중화흡착기
41 : 사이클론 집진기 42 : 여과 집진기
43 : 습식중화흡착탑 44 : 수세척탑
45 : 황회수탑 46 : 고성능 흡착탑
51 : 중화조 52 : 침전조
53 : 여과기 54 : 촉매산화조
55 : 미생물 처리탑 56 : 고도정수기
6 : 2차 촉매(고온) 연소-열분해로
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 전체공정을 나타내는 블럭도로서, 도시된 바와 같이 연료, 폐기물과 함께 종래의 공기대신에 순산소와, 수증기 또는 분무수 중 필요로 되는 것(쓰레기 질에 따라 주입 비율 조정), 후속공정에서 생산되는 탄산가스와 혼합된 고농도의 산소부화가스를 1차 용융-저온 열분해로(2)로 주입하고 이후 유해가스 정제공정, 생성폐수 재생처리공정, 2차 촉매(고온) 연소-열분해로(6) 공정을 차례로 거치므로써 고농도 탄산가스 또는 석유대체원료용 합성가스를 생산하여 다양하게 재활용된다. 동시에 폐기물 중 함유된 무기물을 용융-수쇄처리하여 골재나 철재로 활용되는 용융수쇄물을 생산하고, 폐수를 재생처리하여 공정수를 생산하고 있다.
상기 순산소는 일반적인 공기분리방법에 의해 얻으며, 공기분리후 남는 질소는 후술하는 생산가스 재활용공정 등에서 쓰이도록 이송되어진다. 본 발명에서의 온도, 압력, 유량, 조성 등의 제어는 각종 센서 및 조절 밸브 등과 이에 연결된 제어 컴퓨터에 의해 이루어진다.
이하, 공정별로 나누어 상세히 설명하고자 한다.
제 1공정: 1차 용융-저온 열분해로 공정
도 3a는 1차 용융-저온 열분해로의 상부에 위치하는 폐기물 공급장치를 나타내는 단면도이고, 도 3b는 1차 용융-저온 열분해로 본체를 나타내는 단면도로서, 도시된 바와 같이 폐기물 공급장치(1)는 폐기물과 첨가제 1을 혼합하여 1차 저온 용융-저온 열분해로(2) 본체에 공급함과 동시에 폐기물과 공존하던 공기가 도 3b의 1차 저온 용융-저온 열분해로(2) 본체로 함께 유입되지 않도록 탄산가스로 공기를 밀어내는 기능을 한다. 즉, 공급 호퍼(12)에 있는 폐기물은 1차로 탄산가스에 의해 공기를 밀어낸 다음, 슬라이드 게이트(Slide gate, 11)를 열고, 공급기(14)에 의해 폐기물을 탄산가스 퍼지통(13)으로 밀어 넣고, 슬라이드 게이트(Slide gate, 11)를 닫은 다음, 다시 2차로 탄산가스에 의해 공기를 밀어내고, 슬라이드 게이트(11')를 열어 도 3b의 1차 용융-저온 열분해로(2) 본체로 단속적으로 공급되어진다.
폐기물과 함께 주입되는 첨가제 1은 후속공정으로 후술하는 유해가스 정제공정의 집진기에서 포집한 고형물과, 생성폐수 재생처리공정의 여과잔재, 후속공정(건식처리공정)에서 발생하는 폐활성탄 등과, 추가로 첨가하는 탄산염, 규산염, 고체연료를 혼합한 고형물로서, 산성가스 제거, 용융물의 융점조절, 용융물의 물성조정 및 폐기물 적재층의 통기성(通氣性) 부여 등의 작용을 한다.
첨가제 1의 조성비율은 폐기물의 종류에 따라 다르나 일반적으로 열량이 적은 폐기물일수록 고체연료를 많이 주입하고, 유황분, 염소분 등 연소시 산성가스 방출량이 많거나 융점이 높은 무기물이 많은 폐기물일수록 석회석을 많이 주입하며, 총 주입량은 폐기물의 종류에 따라 다르나 폐기물 중량의 5-15% 범위를 주입한다.
1차 용융-저온 열분해로(2)안의 고온에서 염소분은 HCl로, 유황분은 산소가 부족한 경우에는 H2S, 산소가 충분한 경우에는 SOx 로 존재하며 석회석과는 다음과 같은 중화반응을 한다.
CaO + 2HClCaCl2+ H2O
Ca(OH)2+ 2HClCaCl2+ 2H2O
CaO + SO2 CaSO3
Ca(OH)2+ SO2 CaSO3+ H2O
CaSO3+ (1/2)O2 CaSO4
상기 반응으로 염소분 및 유황분은 1차로 20-80% 정도 부분제거된다. NOx, H2S 등은 잘 반응하지 않는다.
이후 도 3b에 도시된 원통형 수직로인 1차 용융-저온 열분해로(2) 본체와 같이 상기한 순산소, 수증기 또는 분무수 중 필요로 하는 것(쓰레기 질에 따라 주입비율 조정), 후속공정에서 공급받는 탄산가스가 혼합된 고농도의 산소부화가스를 이용하여, 폐기물 중 모든 유기물은 부분 연소-열분해하여 상부로 배출하고, 모든 무기물은 용융되어 하부로 배출된다. 즉, 원통형 용융로 상부 유입구(21)에서 유입되는 폐기물과 첨가제 1의 혼합물은, 하부에 2중으로 설치한 산소버너(22)로 유입하는 순산소, 수증기, 탄산가스, 연료의 혼합물에 의해 고온 연소로 생성되는 상승 열기류와 직접 향류 접촉되면서, 폐기물에 함유된 수분의 증발-건조층(23), 부분 연소 열분해층(24), 완전 연소층(25), 용융층(26)을 차례로 거쳐 내려간다. 이후 부분 연소 열분해된 유기물은 상부 배출구(27)로 배출되고, 무기물이 용융된 용융물은 배출변(28)을 거쳐 수쇄조(29)로 연속 자동으로 배출, 냉각 수쇄되어 수쇄물 배출장치(30)에 의해 다음 처리장치로 유출된다. 상기 수쇄조(29)에는 추후 생성폐수 재생처리공정에서 얻어지는 공정수가 일정수위로 유지되어지는 바, 상기 고온의 용융물의 투입에 의해 공정수의 일부가 수증기로 발생하고 용융물은 급냉되어 고형 세립화되어 침강하게 된다. 상기 발생 수증기는 용융로 상하의 차압을 조절하는 차압조절변(31)에 의해 상기 1차 용융-저온 열분해로(2)의 상단으로 배출되며, 수쇄-침강한 유리질화된 고형물은 수쇄물 배출장치(30)에 의해 금속류의 분리장치(자선기)를 거쳐 각각 배출되어 재활용된다.
상기 1차 용융-저온 열분해로(2)에서의 산소부화가스 중 산소 농도는 25%-50%의 범위에서 사용한다.
상기 1차 용융-저온 열분해로(2)의 물리적 구조는 구동부가 전무한 단순 원통-수직형이며, 상부로부터 하부로 내려가면서 내경이 단계적으로 다소 적어지고, 약 4-6시간에 걸쳐 상승하는 열기류가 하강하는 폐기물과 이상적으로 향류접촉하여 균질의 처리가 안전하고 안정적으로 이루어지도록 되어 있으며, 최하부(용융층)에는 항상 용융물의 일정량이 1-2시간 체류하며, 수쇄조는 밀폐형으로 되어 있다.
상기 1차 용융-저온 열분해로(2)의 운전온도범위는 용융층이 1,400-1,800℃, 연소층이 800-1,500℃, 부분연소-열분해층이 500-1,100℃, 증발-건조층이 200-600℃이며, 1차 용융-저온 열분해로 하부의 계기압력은 400-600mmH2O 이며, 상부의 계기압력은 +30∼-30mmH2O으로서 상부와 하부의 차압은 400-600mmH2O 에 이르며, 하기의 제어원리에 의해 제어된다.
제어 대상 제어 방법
순산소 총 공급량 : 0.1%〈 배출가스 중 산소농도〈 0.5%
수증기 및 탄산가스 주입량 : 합성가스 조성 제어, 연소 및 열분해온도 제어
용융 온도 제어 : 고체 연료(코크스) 주입량 및 연료가스(LNG 또는 LPG) 주입량의 조절
열분해 온도 제어 : 산소 부화가스의 산소 농도로 제어
배출가스 온도 : 폐기불 주입량, 산소부화가스의 산소농도로 제어
첨가제 1 주입량 : 폐기물 종류에 따라 그 중량의 5-15% 의 양을 주입한다.
용융물 연속 배출: 수쇄조와 용융로 상단의 차압(差壓)으로 제어
상기한 구성 및 제어에 의해 폐기물 중에 함유된 모든 유기물은 1차 저온 열분해되고, 모든 무기물은 용융되어진다. 또한, 부가적으로 폐기물 중의 유해가스가 1차 중화-흡착-제거되고, 먼지, 미연분, 중질탄화수소 등의 미세 액-고형물이 응집·포집되어 저온 열분해가스와 동반하여 배출되는 것을 억제하게 된다.
제 2공정: 유해가스 정제 및 생성폐수 재생처리공정
도 4는 도 3b의 1차 용융-저온 열분해로에서 배출되는 200-600℃의 열분해가스 중에 함유되어 있는 잔류 유해가스를 정제하는 세부 공정의 순서를 나타내는 공정도로서, 도시된 바와 같이 2차 촉매(고온) 연소-열분해로에 의해 완전연소되기 이전의 사전에 건식처리-습식처리-고도처리로 대별되는 공정을 거침으로써 1차 저온 열분해가스에 잔류하는 극미량의 유해물질을 흡착-정제하고 있다.
상기 건식처리는 소석회(수산화칼슘, CaOH2)와 활성탄 분말 등을 성분으로 하는 첨가제 2를 열분해가스에 분사 혼합하여, 건식중화흡착기(40)에서 유해물을 중화-흡착한 다음, 사이클론 집진기(Cyclone+Ceramic filter, 41), 여과 집진기(42)에서 포집하여 상기 1차 용융-저온 열분해로(2)에 회송하고, 기체는 후술하는 습식처리공정으로 이송하는 처리공정으로서, 상기 첨가제 2는 잔류산성가스의 중화처리와 미량극독물인 다이옥신, 중금속류 등을 활성탄으로 흡착·제거하는 기능을 한다. 소석회의 주입량은 폐기물 중량의 1-5%, 활성탄은 처리 대상 기체 1 N㎥ 당 100-300mg 주입하며, 반응온도는 낮을수록 유리하지만, 최고 200℃는 넘지 않아야 하며, 접촉반응시간도 길수록 유리하나, 최소 2초 이상은 되어야 한다. 특히 활성탄은 그 품질을 잘 선정해야 한다. 건식처리하고 남은 폐수산화칼슘과 폐활성탄등의 폐첨가제는 첨가제 1을 조성하기 위해 상기 1차 용융-저온 열분해로(2)에서 다시 쓰여진다.
습식처리는 상기 건식처리후에도 잔류하는 미량의 유해물질에 다시 가성소다와 소석회 등(NaOH, NaHCO3, Ca(OH)2, KHCO3)을 성분으로 하는 수용액인 첨가제 3을 습식중화흡착탑(43)에 첨가하여 미량의 유해물질을 흡착한 후 수세척탑(44)에서 알칼리계 수세척 및 순수세척을 하므로써 상기 미량의 유해물질을 중화-흡수-제거-정제하는 처리공정으로서, 수용액중의 농도는 사용목적에 따라 저농도에서 20%까지 사용한다.
마지막으로 고도처리는 고성능 흡착탑(46)에서 고성능 촉매 또는 활성탄에 의해 상기 습식처리공정 이후에도 존재하는 나머지 잔류 극미량의 유해물질을 흡착-정제하는 공정으로서, 특히 유기 유황화합물에서 유황을 회수하고자 하는 경우에는 황회수탑(45)에서의 액체촉매 용액에 의한 유황 회수공정을 추가할 수도 있으며, 이런 경우에는 최종 고도 촉매 또는 활성탄의 부하를 경감시킬 수 있다.
한편, 상기 건식처리-습식처리-고도처리의 3단계 공정중에서 일부공정은 폐기물의 종류 및 목적에 따라서 생략되어질 수 있다.
상기 습식처리공정에서 생성되는 폐수는 폐수재생 처리공정으로 보내어진다.
도 5는 도 4의 습식처리공정에서 생성되는 폐수를 재생처리하는 공정의 순서를 나타낸 공정도로서, 도시된 바와 같이 중화조(51), 침전조(52) 및 여과기(53), 촉매산화조(54), 미생물 처리탑(55), 고도 정수기(56)를 거치고 있다. 구체적으로 살펴보면, 폐수처리용 저온 산화촉매로 1차 처리하고, 이후 종래의 폭기식이 아닌 충진탑형 고성능 처리기술을 적용하여 미생물 처리를 하므로써 폐수처리의 총체적 처리성능과 경제성을 향상시키며, 최종 고도 정수기에선 사용처의 용도와 수질의 요구조건에 따라 활성탄 흡착법, 역삼투압 정수법, 오존 처리법, 오존+촉매 처리법, 이온교환수지 정수법 등의 기존의 알려진 방법을 사용한다.
제 3공정: 2차 촉매(고온) 연소-열분해로 공정
상기한 유해가스의 정제공정에서 생산되는 상온의 열분해가스는, 그 보유열량이 1,500∼2,000 kcal/N㎥ 되는 청정 연료가스로서, 용도가 있으면 그대로 활용할 수 있다. 그러나 그러한 용도가 적합치 않거나, 보다 부가가치가 있는 활용을 하려면, 이 연료가스를 다시 2차 촉매(고온) 연소-열분해로(6) 공정에서, 촉매 존재하에 연소하여 고농도 탄산가스와 수증기를 생산하거나, 열분해하여 석유대체연료인 합성가스(H2+ CO + CO2의 혼합가스)를 생산할 수 있다. 여기에 사용되는 열분해 촉매는 니켈(Ni)계열의 고온 내열 촉매(내열 온도 : 1,400℃)로서, 화학공업의 타 분야에서 실적이 풍부한 수증기 개질(改質) 촉매이며, 연소촉매는 철계열의 고온 내열(내열온도 : 1,100℃)촉매를 사용한다.
운전조건은 900-1,100℃ 범위에서 산소공급을 조절하여, 완전연소하거나 부분연소하여 탄산가스를 생산하거나 합성가스를 생산한다. 이와 같은 촉매 연소 열분해는 촉매를 사용하지 않는 경우보다 연소 열분해의 성능이 우월하며 동시에 안정-안전한 운전을 할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 기술에서 촉매를 사용할 수 있는 것은 1차 용융-저온 열분해로 가스를 사전에 고도 정제하여 촉매독이 되는 유황성분, 염소성분 등을 완전히 제거하였기 때문이다.
제 4공정: 생산가스의 재활용 공정
도 6은 본 발명에 의해 생산되는 탄산가스 또는 합성가스를 원료로 하는 대표적 2차제품의 제조연계공정도로서 도시된 바와 같이, 사례 1에서는 합성가스 중의 일산화탄소(CO)를 모두 수소로 전환한 다음, 탄산가스를 분리하고, 수소를 연료로 사용하는 연료전지에 의한 환경친화성이며 고효율 분산형 열병합발전을 나타낸 것으로서 종래 수소 가격의 고가로 인한 경제성 문제로 실용화가 지연되었던 것을 해결한 것이다. 분리된 고농도 탄산가스는 사이다, 음료수 등의 청정음료 또는 용접 등 다양하게 재활용되어질 수 있다.
사례 2에서는 본 발명에서 생산되는 합성가스로부터 저공해연료(특히 경유대체용 청정연료)인 디메틸에테르(Dimethylether, DME)를 경제적으로 생산하는 제조연계공정도를 나타내고 있는 데, DME 합성에서 미반응물은 순환시켜 모두 DME로 합성할 수도 있고, 복합발전(가스 터빈 발전 + 스팀 터빈 발전)의 연료로 사용하여 발전을 겸할 수도 있음을 알 수 있다. 특히, DME를 자동차용 경유 대체 연료로 사용할 때에는 도시공해를 대폭 감소시킬 수 있다. 이 경우에도 상기한 바와 같이 잉여 탄산가스와 공기분리에서 병산되는 질소는 별도로 재활용된다.
사례 3에서는 공기분리공정과 폐기물 자원화공정에서 얻은 질소와 수소로 우선 암모니아를 생산하고, 이어서 탄산가스와 반응시켜 요소비료를 생산하는 연계공정도를 나타낸 것으로서, 폐기물의 자원화 처리로 액체-암모니아와 요소비료를 병산할 수 있는 경제성이 우수함을 알 수 있다. 이 경우에도 상기한 바와 같이 잉여 탄산가스와 공기분리에서 병산되는 질소는 별도로 재활용된다.
폐기물 1톤에서 생산할 수 있는 최종제품량은 각각, 수소가스를 생산할 경우에는 30-60kg, 메탄올을 생산할 경우에는 160-320kg, DME 를 생산할 경우에는 115-230kg, 암모니아를 생산할 경우에는 140-280kg, 요소비료를 생산할 경우에는 235-470kg 이다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 폐기물을 고농도 탄산가스 또는 석유대체용 합성가스, 공업용수 및 무기물의 용융 재활용 등으로 완전자원화함으로서 경제성이 혁신되고, 자원과 환경을 동시에 보전할 수 있는 효과를 갖는다. 즉, 폐기물이 소각 또는 매립처리대상이라는 개념에서 벗어나 제품 생산의 원료라는 개념으로 전환케하는 발명이다.
또한, 고온 촉매 연소-열분해하기 전에 유해물질을 사전에 원천 제거-처리하므로서 후속공정에서 부작용을 일소하고, 성능을 개선할 수 있는 효과를 갖는다.
나아가, 본 발명은 첨예한 민원의 핵심대상인 폐기물 소각로의 굴뚝을 없앰으로서 굴뚝의 오염물질로 인한 방대한 사회적 비용을 절감하며, 국민의 공감대 형성으로 사회 안정화에 기여할 수 있고, 지구 온난화의 주원인물질인 탄산가스의 방출을 저감할 수 있는 다양한 효과를 갖는다.
본 발명은 각종 생활폐기물, 산업 폐기물, 매립 폐기물 외에도 저질탄, 각종 Bio-mass류(식물이나 동물의 사체 등)를 원료로 할 수 있다. 또한, 본 발명은 연료를 사용하는 일반 연소로에서까지 응용되어질 수 있다. 다만, 일반연소로에서는 경제성의 측면을 고려하여야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 폐기물 처리공정에 있어서,
    산소부화가스를 이용하여 폐기물 중 모든 유기물은 부분 연소-열분해-냉각되어 상부로 1차 저온 열분해가스로 배출되고 모든 무기물은 최하부에서 고온으로 용융·배출하여 수쇄하는 1차 용융-저온 열분해로(2) 공정과;
    상기 1차 저온 열분해가스에 잔류하는 극미량의 유해물질을 흡착-정제하고 생성되는 폐수를 재생처리하는 유해가스 정제 및 생성폐수 재생처리공정과;
    상기 유해가스 정제 및 생성폐수 재생처리공정에서 생산되는 상온의 열분해가스를 연소 및 개질 촉매하에 촉매(고온) 연소 또는 열분해하므로서 탄산가스 또는 합성가스를 생산하는 2차 촉매(고온) 연소-열분해로(6) 공정과;
    상기 2차 촉매(고온) 연소-열분해로(6) 공정에서 생산되는 생산가스를 원료로 각종 2차제품을 생산하여 재활용하는 생산가스의 재활용 공정
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 1차 용융-저온 열분해로(2) 공정은 1차 용융-저온 열분해로(2) 상부의 폐기물 공급장치(1)에서 폐기물과 공존하는 공기를 탄산가스로 밀어내며, 폐기물과 첨가제 1을 혼합하여 1차 용융-저온 열분해로(2) 본체에 공급하며, 하부에 2중으로 설치된 산소버너(22)로 유입하는 연료와 산소부화가스의 혼합물에 의해 고온 연소로 생성되는 상승 열기류와 직접 향류 접촉되면서, 폐기물에 함유된 수분의 증발-건조층(23), 부분 연소 열분해층(24), 완전 연소층(25), 용융층(26)을 차례로 거쳐 내려가면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유해가스 정제공정은 상기 1차 용융-저온 열분해로(2) 공정에서 배출되는 200-600℃의 열분해가스에 첨가제 2를 분사혼합하여, 건식중화흡착기(40)에서 유해물을 흡착중화한 다음, 집진기에서 포집하는 건식처리공정;
    상기 건식처리공정후에도 잔류하는 미량의 유해물질에 첨가제 3을 첨가하고, 알칼리계 수세척 및 순수세척을 하므로서 상기 미량의 유해물질을 중화·흡수·제거·정제하는 습식처리공정;
    상기 습식처리공정 이후에도 존재하는 나머지 잔류 극미량의 유해물질을 촉매 또는 활성탄에 의해 흡착·정제하는 고도처리공정
    중 하나 또는 둘 또는 셋으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 생성폐수 재생처리공정은 폐수처리용 저온 산화촉매로 1차 처리하고, 이후 충진탑형 미생물처리를 한 후 최종고도 정수처리를 하는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 2차 촉매(고온) 연소-열분해로(6) 공정은 상기 유해가스 정제 및 생성폐수 재생처리공정에서 생산되는 상온의 열분해가스를 증기개질촉매하에 운전조건을 부분산화로 조정하여 촉매 고온 열분해하므로서 석유대체 기체연료인 합성가스(CO + CO2+ H2의 혼합가스)를 생산하는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 2차 촉매(고온) 연소-열분해로(6) 공정은 상기 유해가스 정제 및 생성폐수 재생처리공정에서 생산되는 상온의 열분해가스를 증기개질촉매하에 운전조건을 부분산화로 조정하여 촉매 고온 열분해하므로서 석유대체 기체연료인 합성가스(CO + CO2+ H2의 혼합가스)를 생산하는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 2차 촉매(고온) 연소-열분해로(6) 공정은 상기 유해가스 정제 및 생성폐수 재생처리공정에서 생산되는 상온의 열분해가스를 연소촉매하에 완전연소하므로서 생성열을 보일러에서 회수하고, 수증기와 90%이상의 고농도 탄산가스를 생산하는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 2차 촉매(고온) 연소-열분해로(6) 공정은 상기 유해가스 정제 및 생성폐수 재생처리공정에서 생산되는 상온의 열분해가스를 연소촉매하에 완전연소하므로서 생성열을 보일러에서 회수하고, 수증기와 90%이상의 고농도 탄산가스를 생산하는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  9. 제 2항에 있어서, 상기 첨가제 1은 탄산염, 규산염, 고체연료와 제 3항의 유해가스 정제공정의 집진기에서 포집한 고형물과 제 4항의 생성폐수 재생처리공정의 여과잔재, 폐활성탄을 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  10. 제 3항에 있어서, 상기 첨가제 2는 소석회, 수산화 마그네슘, 활성탄 분말을 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  11. 제 3항에 있어서, 상기 첨가제 3은 수산화 나트륨, 탄산수소나트륨, 수산화 칼슘, 탄산수소칼륨의 알칼리계 수용액을 홉합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  12. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 생성가스 재활용 공정은 합성가스 중의 일산화탄소를 모두 수소로 전환한 다음, 탄산가스를 분리하고, 수소를 연료로 사용하는 연료전지에 의한 열병합발전으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  13. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 생성가스 재활용 공정은 합성가스로부터 저공해연료인 디메틸에테르(Dimeyhylether, DME)를 합성하고, 합성되고 남은 미반응가스는 복합발전(가스터빈 발전과 수증기 터빈 발전)의 연료로 사용하는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
  14. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 생성가스 재활용 공정은 공기분리과정에서 나오는 질소와 합성가스 중 수소가스로 암모니아를 합성한 후, 상기 암모니아와 합성가스 중에서 분리해낸 이산화탄소 일부로 요소비료를 합성하는 것을 특징으로 하는 산소부화가스를 이용한 폐기물의 굴뚝없는 완전 자원화 처리공정.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100467801B1 (ko) * 2001-08-31 2005-01-24 재단법인 포항산업과학연구원 폐기물 고온 소각 및 열분해 방법 및 그 장치
KR100470730B1 (ko) * 2001-02-12 2005-02-21 주식회사 자원리싸이클링 연구소 폐기물의 용융소각장치 및 이를 이용한 용융소각방법
WO2008100012A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Changkwang Co., Ltd. Method for recovering resource from waste and resource recovery system therefor
KR100868725B1 (ko) * 2007-10-05 2008-11-13 한국생산기술연구원 환경친화적 폐기물 처리 및 청정 합성가스 생산 방법
KR100881757B1 (ko) * 2007-02-15 2009-02-06 에틴시스템 주식회사 각종 폐기물의 전량 무방출-자원화-활용을 위한 자원회수처리공정 및 그의 시스템

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6226617B1 (en) * 1995-12-12 2001-05-01 Hitachi, Ltd. Product disposal system
US7007616B2 (en) * 1998-08-21 2006-03-07 Nathaniel Energy Corporation Oxygen-based biomass combustion system and method
JP2004249246A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Toshiba Corp 被処理物処理システムおよび被処理物処理方法
KR100707643B1 (ko) * 2003-03-24 2007-04-13 삼성전자주식회사 압축 가스 하에서의 어닐링에 의한 고분자 광학요소의 처리 방법
FR2874683B1 (fr) * 2004-08-31 2007-03-30 Air Liquide Procede et appareil de production de dioxyde de carbone a partir d'un gaz siderurgique par absorption chimique
US7381487B2 (en) * 2004-12-27 2008-06-03 Fuelcell Energy, Inc. In-situ removal of electrolyte from gas oxidizer
FR2885900B1 (fr) * 2005-05-20 2009-02-13 Omya Development Ag Matieres minerales contenant du carbonate a emission en gaz carbonique combustible fossile reduite lors de leurs decompositions ainsi que leur procede de synthese et leurs utilisations.
FR2885899B1 (fr) * 2005-05-20 2007-12-28 Omya Development Ag Matieres minerales contenant du carbonate a emission en gaz carbonique combustible fossile reduite lors de leurs decompositions ainsi que leur procede de synthese et leurs utilisations
DE102005045166B4 (de) 2005-09-21 2007-07-26 Fachhochschule Bingen Verfahren zur Erzeugung thermischer Energie mit einem FLOX-Brenner
CA2564590C (en) * 2006-10-19 2010-05-11 Bitmin Resources Inc. Method for treating a process water to obtain carbon dioxide therefrom
JP4985002B2 (ja) * 2007-03-19 2012-07-25 パナソニック株式会社 排水処理方法及び排水処理装置
KR100819505B1 (ko) 2007-03-23 2008-04-08 한국에너지기술연구원 타르 및 그을음 제거를 위한 합체형 고압스팀 개질기 및이를 이용한 바이오매스 가스화를 통한 열병합발전시스템
KR101123264B1 (ko) 2009-09-23 2012-03-20 한밭대학교 산학협력단 폐기물의 열분해／가스화법을 이용한 연료전지 열병합 발전 시스템
US9657937B2 (en) * 2010-08-23 2017-05-23 Saudi Arabian Oil Company Steam generation system having multiple combustion chambers and dry flue gas cleaning
CN102183032B (zh) * 2011-04-01 2013-02-06 祝天晨 一种提高燃烧室燃烧效率的工艺及设备
CN102423767A (zh) * 2011-11-23 2012-04-25 珠海新市节能环保科技有限公司 一种垃圾裂解炉
EP2620426B2 (de) † 2012-01-27 2018-02-21 Thermoselect AG Verfahren zur Herstellung von Harnstoff aus Abfällen, vorzugsweise Hausmüll, beliebiger Zusammensetzung
US9533899B2 (en) 2013-03-12 2017-01-03 General Electric Company Gasification waste water treatment using air separation unit oxygen
CN103742918B (zh) * 2013-12-05 2016-04-20 谢华原 垃圾焚烧处理工艺
CN106661525B (zh) 2014-07-30 2021-03-02 积水化学工业株式会社 利用废弃物制造有机物质的装置及利用废弃物制造有机物质的方法
CN104633668B (zh) * 2014-12-29 2017-01-11 中国第一重型机械股份公司 一种高寒欠发达地区垃圾焚烧预处理工艺方法
KR102198865B1 (ko) * 2020-09-18 2021-01-07 주식회사 한기실업 공기 중 고농도로 함유된 유해, 악취물질의 종류에 따라 선별적으로 반응제, 흡착제를 공급하는 고효율 탈취장치

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4291636A (en) * 1980-05-29 1981-09-29 Union Carbide Corporation Solid refuse disposal process
US5306475A (en) * 1987-05-18 1994-04-26 Ftu Gmbh Technische Entwicklung Und Forschung Im Umweltschutz Reactive calcium hydroxides
US4949652A (en) 1989-06-26 1990-08-21 Hadley Henry H Waste disposal system
US5123364A (en) 1989-11-08 1992-06-23 American Combustion, Inc. Method and apparatus for co-processing hazardous wastes
DE4112593C2 (de) 1991-04-17 1995-03-23 Pka Umwelttech Gmbh & Co Kg Verfahren und Anlage zum thermischen Aufbereiten von mit organischen Komponenten verunreinigten Metallschrott
US5238665A (en) * 1991-06-10 1993-08-24 Beco Engineering Company Method for minimizing environmental release of toxic compounds in the incineration of wastes
US5179903A (en) 1991-06-24 1993-01-19 Abboud Harry I Closed loop incineration process
JPH06109221A (ja) * 1992-09-25 1994-04-19 Yutaka Kimoto 廃棄物焼却炉
KR960011951B1 (ko) * 1993-03-12 1996-09-06 김선휘 산업폐기물 처리방법 및 그 장치
US5402739A (en) 1993-10-27 1995-04-04 Abboud; Harry I. Closed loop incineration process
US5435940A (en) * 1993-11-12 1995-07-25 Shell Oil Company Gasification process
US5498370A (en) * 1994-12-15 1996-03-12 Amoco Corporation Process for hydroshifting dimethyl ether
US5724805A (en) 1995-08-21 1998-03-10 University Of Massachusetts-Lowell Power plant with carbon dioxide capture and zero pollutant emissions
US5900224A (en) * 1996-04-23 1999-05-04 Ebara Corporation Method for treating wastes by gasification
US5980858A (en) * 1996-04-23 1999-11-09 Ebara Corporation Method for treating wastes by gasification
KR100256401B1 (ko) * 1998-03-16 2000-05-15 윤명조 수소-산소 플라즈마토치를 이용한 폐기물의 자원화 공정 및 그 장치
US6090357A (en) * 1999-05-03 2000-07-18 Marsulex Environmental Technologies, Llc Flue gas scrubbing method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100470730B1 (ko) * 2001-02-12 2005-02-21 주식회사 자원리싸이클링 연구소 폐기물의 용융소각장치 및 이를 이용한 용융소각방법
KR100467801B1 (ko) * 2001-08-31 2005-01-24 재단법인 포항산업과학연구원 폐기물 고온 소각 및 열분해 방법 및 그 장치
WO2008100012A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Changkwang Co., Ltd. Method for recovering resource from waste and resource recovery system therefor
KR100881757B1 (ko) * 2007-02-15 2009-02-06 에틴시스템 주식회사 각종 폐기물의 전량 무방출-자원화-활용을 위한 자원회수처리공정 및 그의 시스템
KR100868725B1 (ko) * 2007-10-05 2008-11-13 한국생산기술연구원 환경친화적 폐기물 처리 및 청정 합성가스 생산 방법

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Publication number Publication date
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JP3723061B2 (ja) 2005-12-07
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