KR20010033858A - 폐기물 소각방법 및 그 장치 - Google Patents

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노토타카시
아키야마하지메
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후지사와요시나리
노구치세이이치
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야마오카 요지로
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Abstract

본 발명은, 도시쓰레기 등 폐기물을, 화격자식 소각로, 유동상식 소각로 등을 이용하여, 폐기물에 포함된 다이옥신류 물질농도의 억제를 의도하는 폐기물 소각방법 및 그 장치를 제공한다. 즉, 오니 중의 S성분, 혹은, 질소화합물이, 다이옥신류의 생성을 억제하는 효과가 있는 것을 발견하여, 폐기물 소각시스템에서, 폐기물, 오니, 고형연료, 플라스틱 등을 혼합연소시킨다. 더욱이, 혼합연소 후의 연소배출가스의 온도나 SOx 농도를 제어한다. 이 결과, 다이옥신류의 발생이 저감될 수 있는 데에, 본 발명은 그 특징을 가진다.

Description

폐기물 소각방법 및 그 장치{WASTE INCINERATION METHOD AND DEVICE THEREFOR}
도시쓰레기나 산업폐기물 등의 폐기물(이하, 단지 폐기물로 기재한 경우에는 이 양자 또는 그 중 어느 것을 지칭한다)은, 대부분이 소각처리된 후, 매립처분되고 있다. 폐기물의 소각설비에 있어서는, 많은 경우, 화격자식(火格子式) 소각로 (grate incineration furnace)가 설치되어 있으나, 유동상식(流動床式) 소각로 (fluidized bed incineration furnace)가 설치되어 있는 경우도 있다.
화격자식 소각로를 설치한 소각설비에서의 폐기물의 소각은, 다음과 같이 행해진다. 먼저, 폐기물이 소각로에 장입(裝入)되고, 화격자 밑으로부터 취입(吹入)되는 연소용 공기와 노내(爐內)의 복사열에 의해 건조되면서 승온(昇溫)하여 착화(着火)한다. 다음, 폐기물은 연소하여 재(灰)가 되고, 소각재(燒却灰)가 되어 노외(爐外)로 배출된다.
한편, 연소배출가스에는, 폐기물의 건조ㆍ승온시 및 초기의 연소단계에서 생성된 H2, CO, CH4등의 가연성 가스가 포함되어 있기 때문에, 2차 연소실에서, 공기가 취입되어, 가연성 가스를 연소시키는 처리가 행해진다. 다음, 2차 연소실로부터 배출된 연소배출가스는, 보일러(boiler)에서 열회수된다든지, 가스쿨러(gas cooler)등의 가스 냉각장치에서 냉각된다든지 하여, 배출가스 처리공정으로 보내진다. 그리고, 유해가스 제거처리 및 제진(除塵) 처리가 행해진 후, 굴뚝으로부터 방산(放散)된다.
또, 도 2에 나타낸 바와 같이, 유동상식 소각로를 갖춘 소각설비에서의 폐기물 소각은, 다음과 같이 행해진다. 폐기물이, 일반 폐기물 투입기(2)에 의해, 유동상식 소각로(1)로 투입되고, 유동상(4) 위의 유동층(流動層) 내(9)에서, 건조되면서 승온하여 연소한다. 그러나, 유동층 내에서 생성된 연소배출가스 중에는 CO, CH4등의 가연성 가스가 포함되어 있기 때문에, 소각로의 프리보드부(freeboard part)로 공기를 취입하여, 가연성 가스를 연소시키는 처리가 행해진다. 그 후, 연소배출가스는 가스냉각설비에서 냉각되고, 다음, 배출가스 처리설비(5)로 보내져서 유해가스 제거처리, 제진처리가 행해진 후, 굴뚝(6)으로부터 대기로 방산된다. 특개평9-303743호 공보에 도시되어 있는 유동상식 소각로는, 그 일예이다.
이와 같은 유동상식 소각로에 있어서, RDF의 소각을 행하는 경우가 있다. RDF(Refuse Derived Fuel)란 쓰레기 전환연료로서, 산업폐기물, 도시쓰레기 등에 칼슘화합물을 가하여 성형한 연료를 가리킨다. 일반적으로 저위(低位) 발열량인 3,000∼6,000 kcal/kg에서, 수분은 1∼20 중량% 정도이다. 이 RDF를 연소시키는 경우, RDF 중에는 다량의 염소(鹽素) 성분이 함유되어 있고, 이 염소성분이 방향족화합물과 반응함으로써 다이옥신이나 푸란(furan)과 같은 다이옥신류가 발생하기 쉬워진다는 문제점이 있다.
그런데, 근년, 폐기물을 소각처리하는 설비 등으로부터 발생하는 연소배출가스 중에, 독성을 가지는 클로로디벤조디옥산(chlorodibenzodioxa acid), 클로로디벤조푸란(chlorodibenzofuran) 등의 다이옥신류, 혹은 그 외 유기염소화합물이 포함되어 있는 것으로 판명되어, 환경보전상 커다란 문제가 되고 있다. 그 때문에, 다이옥신류의 배출량에 대한 규제가 강화되고 있는 중이다.
이와 같은 상황에 있어서, 연소배출가스 중의 다이옥신류를 저감시키기 위한 기술개발이 여러가지로 행해지고 있다. 그러나, 그들 기술중 대부분은 다이옥신류를 비산재(飛灰)와 함께 포착하는 것으로서, 별도로 비산재를 무해화하는 처리를 하지 않으면 않되어, 본질적인 해결책이 되지는 못한다. 또, 배출가스 중의 다이옥신류를 분해하는 기술은, 대규모 처리장치를 하는 것으로서, 기존의 소각설비에 적용하는 경우에는, 대폭적인 설비개조를 요하여, 그 실시에 어려움이 따른다. 예컨대, 특개평5-161822호 공보에 개시되어 있는 기술에 있어서는, 연소배출가스를 처리하기 위한 세라믹 필터(ceramic filter)를 설치할 필요가 있다.
본 발명은, 폐기물의 소각(燒却)방법 및 그 장치에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시예에서 사용한 유동상 소각로의 개략구조를 도시하는 단면도,
도 2는, 종래의 유동상 소각로의 개략구조를 도시하는 도면,
도 3은, 본 발명의 실시예에서 사용한 화격자 소각로의 개략구조를 도시하는 단면도,
도 4는, 본 발명의 실시예에서 사용한 유동상 소각로의 개략구조를 도시하는 단면도,
도 5는, 본 발명의 실시의 한 형태를 도시하는 흐름도,
도 6은, 본 발명의 실시의 한 형태를 도시하는 도면으로서, 노 출구에서의 SOx 농도와 다이옥신류 농도, 및 독성물질(H2S+SO3) 농도와의 관계를 도시하는 그래프,
도 7은, 본 발명의 유동상 소각로의 일예를 도시하는 개략도,
도 8은, 본 발명의 실시의 한 형태를 도시하는 흐름도,
도 9는, 본 발명의 실시의 한 형태를 도시하는 흐름도,
도 10은, 본 발명의 폐기물 소각장치의 일예를 도시하는 개략도,
도 11은, 본 발명의 폐기물 소각장치의 다른 일예를 도시하는 개략도,
도 12는, 본 발명의 폐기물 소각장치의 일예의 구성을 도시하는 개략도,
도 13은, 본 발명의 폐기물 소각장치의 다른 예의 구성을 도시하는 개략도,
도 14는, 본 발명의 폐기물 소각장치의 일예의 구성을 도시하는 개략도,
도 15는, 본 발명의 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제1예를 도시하는 설명도,
도 16은, 본 발명의 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제2예를 도시하는 설명도,
도 17은, 본 발명의 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제3예를 도시하는 설명도,
도 18은, 본 발명의 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제4예를 도시하는 설명도,
도 19는, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제1예를 도시하는 설명도,
도 20은, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제2예를 도시하는 설명도,
도 21은, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제3예를 도시하는 설명도,
도 22는, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제4예를 도시하는 설명도,
도 23은, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제1예를 도시하는 설명도,
도 24는, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제2예를 도시하는 설명도,
도 25는, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제3예를 도시하는 설명도,
도 26은, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제4예를 도시하는 설명도,
도 27은, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제1예를 도시하는 설명도,
도 28은, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제2예를 도시하는 설명도,
도 29은, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제3예를 도시하는 설명도,
도 30은, 본 발명의 다른 하나의 태양(態樣)에 있어서의 실시 형태에 관한 제4예를 도시하는 설명도,
도 31은, 보일러가 설치된 폐기물 소각설비에서의 연소배출가스의 처리공정의 일예를 도시하는 도면,
도 32는, 가스쿨러가 설치된 폐기물 소각설비에서의 연소배출가스의 처리공정의 일예를 도시하는 도면,
도 33은, 본 발명의 실시형태에 관한 폐기물 소각장치의 시스템 구성도,
도 34는, 전기집진기의 운전온도와 다이옥신의 증가율의 관계를 도시하는 그래프,
도 35는, 종래 폐기물 소각장치의 시스템 구성도.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 행해진 것으로서, 상기 문제점을 발생시키지 않고 비교적 간단한 연소방법의 도입에 의해, 노내의 연소상태를 일정하게 유지하며, 이에 의해 유해가스나 미연소가스의 배출을 억제하는 폐기물소각로에서의 연소방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명은, 더욱이, 상기 과제를 해결하기 위해 행해진 것으로서, 매우 간단한 장치를 설치하고, 저렴한 물질을 첨가하는 것만으로, 다이옥신류의 생성량 자체를 감소시킬 수 있는 폐기물 소각방법 및 그 설비를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 첫째, 이하와 같이 이루어진 폐기물 소각방법을 제공한다.
수분 65-90 중량%, 건조상태에서의 유황(硫黃)성분 0.1-2.0 중량%, 질소성분 1-10중량%인 오니(汚泥)를 준비하는 공정;
저위발열량 3,000-6,000kcal/kg, 수분 1-20 중량%의 쓰레기 고형(固形)연료와 저위발열량 1,500-4,000kcal/kg, 수분 30-70 중량%의 도시쓰레기등 일반폐기물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나를, 준비하는 공정;
폐기물 소각로내에 있어서, 상기 오니와, 상기 고형연료 또는 도시쓰레기등 일반폐기물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나를, 혼합연소시키는 공정.
본 발명은, 둘째, 이하로 이루어진 폐기물 소각방법을 제공한다.
오니와, 저위발열량이 4,500kcal/kg 이상의 폐플라스틱을 준비하는 공정;
폐기물 소각로 내에 있어서, 상기 오니와 상기 폐플라스틱을, 혼합연소하는 공정;
이 폐기물 소각로의 노(爐) 출구온도를 900-1,200℃, 산소농도를 3-12%로 제어하는 공정.
본 발명은, 셋째, 이하로 이루어진 폐기물 소각방법을 제공한다.
폐기물 소각로에서, 폐기물 및 오니를, 혼합연소하는 공정;
이 폐기물 소각로에 있어서, 연소배출가스 SOx 농도를 계측하고, 이 SOx 농도의 계측치에 기초하여, 상기 오니의 공급량과 상기 폐기물의 공급량 중 적어도 하나를, 제어하는 공정.
본 발명은, 넷째, 이하로 구성되는 폐기물 소각방법을 제공한다.
폐기물 소각로에서, 폐기물 및 유황성분 함유물을, 혼합연소하는 공정;
이 폐기물 소각로에 있어서, 연소배출가스의 SOx 농도를 계측하고, 이 SOx 농도의 계측치에 기초하여, 상기 유황성분 함유물의 공급량과 상기 폐기물의 공급량 중, 적어도 하나를 제어하는 공정.
본 발명은, 다섯째, 이하로 구성되는 폐기물 소각방법을 제공한다.
폐기물 소각로에서, 유황성분 함유물과 쓰레기 고형연료를 혼합연소하는 공정;
이 폐기물 소각로에 있어서, 연소배출가스의 SOx 농도를 계측하고, 이 SOx 농도의 계측치에 기초하여 상기 유황성분 함유물의 공급량과 쓰레기 고형연료의 공급량 중, 적어도 어느 하나를 제어하는 공정.
본 발명은, 여섯째, 이하로 구성되는 폐기물 소각방법을 제공한다.
오니, 폐기물의 소각로에의 공급라인의 어느 하나에, 유황성분 함유분말을 공급하는 공정;
폐기물 소각로내에 있어서, 상기 오니와 상기 폐기물을 혼합연소하는 공정; 및
상기 폐기물 소각로에 있어서, 연소배출가스의 SOx 농도를 계측하고, 이 SOx 농도의 계측치에 기초하여, 상기 유황성분 함유분말의 공급량을 제어하는 공정.
본 발명은, 일곱째, 이하로 구성되는 폐기물 소각방법을 제공한다.
오니, 유황성분 함유물중의 적어도 어느 하나를 분산하여 폐기물 소각로의 쓰레기 호퍼(hopper)에 공급하는 공정; 및
상기 폐기물과, 상기 오니 및 상기 유황성분 함유물중의 어느 것이든 적어도 하나를, 상기 폐기물 소각로내에서 혼합연소하는 공정.
본 발명은, 여덟째, 이하로 구성되는 폐기물 소각방법을 제공한다.
오니, 유황성분 함유물중의 적어도 어느 하나를 분산하여, 폐기물 소각로의 건조부 화격자(火格子) 위에 공급하는 공정; 및
상기 폐기물과, 상기 오니 및 상기 유황성분 함유물중의 어느 것이든 적어도 하나를, 상기 폐기물 소각로내에서 혼합연소하는 공정.
본 발명은, 아홉째, 이하로 구성되는 폐기물 소각방법을 제공한다.
폐기물에 질소화합물을 첨가하는 공정;
상기 폐기물을 소각로에 장입하는 공정;
상기 폐기물을 상기 소각로에서 소각하는 공정.
본 발명은, 열번째, 이하로 구성되는 폐기물 소각방법을 제공한다.
폐기물을 화격자 소각로내의 건조대(乾燥帶)에, 장입하는 공정;
장입된 이 폐기물에, 질소화합물을 첨가하는 공정;
이 질소화합물이 첨가된 상기 폐기물을, 소각하는 공정.
본 발명은, 열한번째, 이하로 구성되는 폐기물 소각방법을 제공한다.
폐기물을 유동상 소각로내에 장입하는 공정;
이 폐기물을 이 소각로내에서 연소시키는 공정;
상기 유동상의 상부에 위치하는 프리보드부의 2차 연소전의 구역에, 상기 질소화합물을 취입하는 공정.
본 발명은, 열두번째, 이하로 구성되는 폐기물 소각방법을 제공한다.
폐기물에 질소화합물을 첨가하는 공정;
상기 폐기물 또는 상기 폐기물과 오니를 상기 소각로에 장입하는 공정;
상기 폐기물을 연소, 또는 상기 폐기물과 오니를 혼합연소시키는 공정;
650℃ 이하의 연소배출가스가 유통하는 배출가스 유로 구역에 상기 질소화합물을 취입하는 공정.
본 발명은, 열셋째, 이하로 구성되는 폐기물 소각방법을 제공한다.
소각로, 감온설비, 전기집진기를 가지는 폐기물 소각장치를 준비하는 공정;
상기 폐기물을, 오니와 혼합연소시키는 공정;
상기 전기집진기 입구부에서의 배출가스온도가 230℃ 이하가 되도록 감온설비를 제어하는 공정.
본 발명은, 열넷째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
폐기물 소각장치내에 위치하는 소각로;
상기 폐기물내에서, 폐기물과 오니를 혼합연소하기 위한 폐기물 공급장치 및 오니공급장치;
노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 계측하는 SOx 농도계;
이 SOx 농도에 기초하여 상기 오니 및 상기 폐기물의 공급량 중 적어도 하나를 제어하는 제어장치.
본 발명은, 열다섯째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
폐기물의 소각로 내에 위치하는 소각로;
상기 소각로내에서, 유황성분 함유물과 폐기물을 혼합연소하기 위한 유황성분 함유물 공급장치 및 폐기물 공급장치;
상기 소각로의 노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 계측하는 SOx 농도계;
이 SOx 농도에 기초하여 상기 유황성분 함유물 및 상기 폐기물의 공급량 중 적어도 하나를 제어하는 제어장치.
본 발명은, 열여섯째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
폐기물의 소각로 내에 위치하는소각로;
이 소각로내에서, 유황성분 함유물과 쓰레기 고형연료를 혼합연소하기 위한 상기 유황성분 함유물의 공급장치 및 상기 쓰레기 고형연료의 공급장치;
노내, 노 출구 또는 굴뚝의 SOx 농도를 계측하는 SOx 농도계;
상기 유황성분 함유물 및 상기 쓰레기 고형연료의 공급량 중 적어도 하나를 제어하는 제어장치.
본 발명은, 열일곱째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
오니의 공급장치 및 폐기물의 공급장치;
이 오니 및 폐기물의 소각로로의 공급라인에 설치되는 유황성분 함유분말 공급장치.
본 발명은, 열여덟째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
폐기물과 함께, 오니 및 유황성분 함유물의 적어도 하나를, 혼합연소하기 위한 소각로;
이 소각로에 부착된 쓰레기 호퍼;
상기 오니 및 상기 유황성분 함유물의 적어도 하나를, 분산하여, 상기 쓰레기 호퍼에 공급하기 위한 분산공급기(란스).
본 발명은, 열아홉째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
폐기물과 함께, 오니 및 유황성분 함유물 중 적어도 하나를, 혼합연소하기 위한 소각로;
상기 소각로 내에 위치한 건조단 화격자; 및
상기 오니 및 상기 유황성분 함유물 중 적어도 하나를, 분산하여, 상기 건조 화격자의 상부에 공급하기 위한 분산공급기.
본 발명은, 스무번째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
소각로에 장입된 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 장치;
연소배출가스의 유로(流路)에 질소화합물을 취입하는 장치.
본 발명은, 스물한번째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
화격자를 가지는 소각로;
소각로내에 설치되는 화격자;
상기 소각로 내 화격자 상부의 건조대에, 질소화합물을 공급하는 질소화합물 첨가장치.
본 발명은, 스물두번째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
소각로내에 설치되는 유동상(流動床);
상기 유동상 상부에 위치하는 프리보드부의 2차 연소전의 구역으로 질소화합물을 취입하는 질소화합물 첨가장치.
본 발명은, 스물셋째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
이 폐기물 소각장치내에 위치하는 소각로;
소각로에 장입하는 상기 폐기물에 첨가하기 위한 질소화합물 첨가장치.
가스흐름방향에 대하여, 상기 소각로의 후방에 위치하는 열회수용 보일러;
상기 보일러 출구의 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입하는 장치.
본 발명은, 스물넷째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
상기 폐기물내에 위치하는, 소각로;
상기 소각로에 장입하는 상기 폐기물에 첨가하기 위한 질소화합물 첨가장치;
가스흐름방향에 대하여, 상기 소각로의 후방에 위치하는 가스쿨러;
상기 가스쿨러 출구의 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입하는 장치.
본 발명은, 스물다섯째, 이하로 구성되는 폐기물 소각장치를 제공한다.
소각로, 감온설비, 배출가스 처리설비, 전기집진기, 유인(誘引) 팬(fan), 및 굴뚝을, 굴뚝통로를 통하여 직렬로 접속하게 되는 폐기물 소각장치;
상기 소각로에 설치한 폐기물 공급 호퍼; 상기 소각로에 설치한 오니 공급 호퍼; 상기 감온설비 및 상기 전기집진기 사이를 연결하는 상기 전기집진기 입구 배출가스 온도제어장치; 이 집진기입구 온도제어장치 내에 설치한, 전기집진기 입구 온도검출용 배출가스 온도검출용 온도센서.
본 발명을 실시하기 위한 태양(態樣)을, 이하에, 차례로, 상세히 설명한다.
바람직한 태양 1
본 태양은, 폐기물 소각로에서의 폐기물 소각방법에 있어서, 수분이 65∼90 중량%이고, 건조상태에서의 유황성분이 0.1∼2.0 중량%, 질소성분이 1∼10 중량% 인 오니와, 저위발열량이 3,000∼6,000kcal/kg 이고 수분이 1∼20 중량%의 RDF를 혼소율(混燒率) 10∼70%의 비율로 혼합연소시키는 것을 특징으로 하는 소각방법에 의해 관련된 목적을 달성하는 것이다.
더욱이, 여기서 혼소율=오니공급중량/(오니공급중량+RDF공급중량)으로 정의하는 것으로 한다.
본 태양의 방법은 RDF에 오니를 가하여 연소시키는 것을 특징으로 하는 것이지만, 오니 중의 S 성분은 연소과정에서 H2S, CS2, COS, SO2, SO3로 노내에 존재한다. 이들 물질은 다이옥신류 생성의 촉매가 되는 동(銅)이나 그와 유사한 물질에 대한 피독(被毒) 효과를 가지므로, 노내 고온연소부로부터 노 출구 이후의 배출가스라인에서 효과적으로 다이옥신류를 억제시킬 수 있다. 또, 오니 중의 N 성분은, 연소과정, 특히 일차연소영역의 환원분위기에서 암모니아를 생성하고, 이것이 염소화합물과 반응함으로써, 다이옥신류 생성과정에서 일어나는 Cl의 다이옥신 생성반응을 억제한다. 더욱이, 오니 중의 수분농도를 제어하여 가연물의 연소반응속도를 억제함으로써, 매연의 발생을 저감시킬 수 있다. 매연의 발생량을 억제할 수 있으면, 그에 기인하는 방향족계 유기화합물 농도는 낮게 되어, 결과적으로 불완전연소 생성물인 다이옥신류 물질농도도 저감된다.
본 태양이 적용되는 폐기물 소각로의 종류는 문제가 되지 않으나, RDF와 오니의 혼합성을 높이고 또 오니의 연소성을 양호하게 하기 위해서, 연소물을 유동시키면서 연소시키는 것이 바람직하고, 특히, 유동상식 소각로가 바람직하다.
RDF는, 전술한 바와 같이, 산업폐기물, 도시쓰레기 등에 칼슘화합물을 가하여 성형한 연료이다. 도시쓰레기는 식품의 조리쓰레기나 음식찌꺼기, 플라스틱 용기류, 종이류, 나무 쓰레기 등이고, 칼슘화합물은 탄산(炭酸)칼슘, 소석회등이 이용된다.
이렇게 해서 얻어진 RDF는 저위발열량이 3,000∼6,000kcal/kg 정도, 수분이 1∼20중량% 정도의 것이다.
오니는 폐수처리설비로부터 배출되는 것이고, 하수오니, 소변오니, 유기성배수를 활성오니 처리한 경우에 발생하는 오니, 유기물을 포함한 배수를 고액(固液) 분리할 때에 발생하는 오니, 하천 준설시 등에 폐쇄성수역에서 발생하는 오니, 그 외 하수처리의 과정에서 발생하는 오니 등, 어떠한 오니라도 상관없다. 본 발명의 방법으로 바람직한 것은, 건조함량에서, 질소성분이 1∼10 중량% 정도, 유황성분이 0.1∼2.0 중량% 정도, 오니의 수분량은 65∼90 중량% 정도의 것이 적당하다. 다시 말해, 오니중의 S성분, N성분이 각각 0.1%, 1% 이하가 되면, 배출가스중에 존재하는 H2S, CS2, COS, SO2, SO3, 또는 그 유사성분의 절대농도가 낮아져 효과가 줄어들어 버린다. 반대로 오니중의 S성분, N성분이 각각 2.0%, 10% 보다 큰 경우, 굴뚝으로부터의 SOx, NOx 농도가 높아져, 규제치를 달성할 수 없게 될 가능성이 있다. 또, 오니 중의 수분농도가 65% 보다 낮은 경우는 가연물의 연소반응속도를 효과적으로 억제하기 어렵고, 반대로 오니중의 수분농도가 90% 보다 높은 경우에는 노내온도 유지가 곤란하게 된다.
오니와 RDF의 혼소율은 10∼70%이다. 이것은, 노내에서 최저 S성분이 10수 ppm, N성분이 수10 ppm 존재하지 않으면 효과는 바람직하지 않기 때문에, 혼소율은 최저 10% 이상으로 할 필요가 있기 때문이다. 또 반대로 혼소율이 70%를 넘어버리면, 수분농도가 높아져서, 공기비를 줄여서 운전한 경우라도 노 출구온도를 800℃로 유지하는 것이 곤란하게 되어 버리기 때문이다.
오니와 RDF는 소각로 내에서 혼합연소시키면 좋고, 소각로에는 사전에 혼합하여 투입하여도 좋으며, 또, 따로따로 투입하여도 좋다.
연소온도(유동상식에서는 프리보드부 온도)는, 통상 850∼1,000℃ 정도가 적당하다.
본 태양의 실시에에서 사용한 소각로의 구성을 도 1에 도시한다.
이 소각로(1)는 유동상식이고, 내부에는 유동층(9)을 형성하는 사층(砂層, 모래층)이 분산판에 의해 하부로의 이행이 저지되어 있다. 분산판의 밑은 연소용 공기를 취입하는 바람통으로 되어 있다. 이 소각로에는 RDF 투입기(2)와 오니 투입기(3)가 각각 부설되어 있다. 소각처리의 경우에는, 오니와 RDF는 각각의 투입기로부터 노내로 투입되고, 분산판 밑의 바람통으로부터 보내진 공기에 의해 유동하고 있는 사층에서 건조됨과 동시에 승온되어 착화한다. 오니나 RDF는 유동상(4) 위의 유동층과 그 위의 프리보드부에서 연소하고, 노 출구까지로 연소는 완전히 완결된다. 소각후에 배출가스는 노 출구로부터 외부로 취출(取出)되고, 배출가스 처리설비를 통과하여 굴뚝으로부터 외부로 방출된다.
상기의 소각로를 이용하여, 도시쓰레기로부터 만들어진 4,000kcal/kg, 수분농도 8%의 RDF와 수분농도 80%, N성분 7%, S성분 0.6% 의 오니를 혼합연소하였다. 그 때, 노내의 온도는 850℃를 유지하고, 유동층부 온도 500∼850℃, 프리보드부 850∼1,000℃로 변화시켜 소각했다. RDF 만을 소각하는 경우, 다이옥신류 농도 평균치는 2.1 ng/Nm3-teq 였지만, RDF를 1t/h, 오니를 0.5t/h, 혼소율 33.3%로 연소시킨 경우, 평균치 0.2 ng/Nm3-teq 까지 억제시킬 수 있었다.
또, 도시쓰레기로부터 만들어진 6,000kcal/kg, 수분농도 5%의 RDF와, 수분농도 90%, N성분 7%, S성분 0.6%의 오니를 소각하였다. 우선 RDF 만을 소각하고, 이 때 노내온도를 노내 물 분무(噴霧) 만으로 제어하였다. 또 RDF를 0.6t/h, 오니를 1.4t/h, 혼소율 70%로 혼합연소하였다. 이 때, RDF 만을 소각할 때와 노 출구온도가같아지도록 제어했다. 결과적으로, RDF 만을 소각한 경우와 비교하여 오니 혼합연소시에는 다이옥신류 농도가 평균적으로 대략 반으로 줄었다.
이상 설명한 바와 같이 본 태양은, 유황성분이 0.1∼2.0%, 수분농도가 65∼90%, 질소성분이 1∼10%인 오니와, RDF를 혼소율 10∼70%의 비율로 혼합연소시키는 것을 특징으로 하는 연소방법이다. 함수율(含水率)이 높고 저위발열량이 낮은 오니와 저위발열량이 높은 RDF를 혼합연소시킴으로써 안정연소가 가능하게 되고, 유해가스나 미연소가스의 발생을 방지할 수 있다. 또, 상기의 성분농도인 오니를 혼합연소시킴으로써 오니 중의 S, N, 수분이 효과적으로 다이옥신류의 발생을 억제시킬 수 있다.
오니의 소각을 행하는 경우, 함수율이 높은 오니는 저위발열량이 낮고, 노내의 연소상태를 일정하게 유지하기 어려우며, 연소실의 온도나 연소가스의 농도분포가 시간적, 공간적으로 불균일하게 되는 것은 피할 수 없다. 이것은 제어가 곤란하게 될 뿐 아니라 유해가스가 발생하기 쉽게 된다는 문제점을 가지고 있다.
그러나, 본 형태의 방법에서는 이 연소가 곤란한 오니를 원활하게 연소시키는 것도 가능하게 하고 있다.
바람직한 태양 2
본 형태는, 폐기물 소각로에서의 폐기물 소각방법에 있어서, 수분이 65∼90 중량% 이고, 건조상태에서의 유황성분이 0.1∼2.0 중량%, 질소성분이 1∼10 중량% 인 오니와, 저위발열량이 1,500∼4,000kcal/kg 이고 수분이 30∼70 중량% 인 도시쓰레기등 일반 폐기물을 혼소율 10∼40%의 비율로 혼합연소시키는 것을 특징으로 하는 소각방법에 의해 관련된 목적을 달성하는 것이다.
더욱이, 여기서 혼소율=오니공급중량/(오니공급중량+도시쓰레기등 일반폐기물 공급중량)으로 정의하는 것으로 한다.
본 태양의 방법은 도시쓰레기등 일반 폐기물에 오니를 가하여 연소시키는 것을 특징으로 하는 것이지만, 오니 중의 S성분은 연소과정에서 H2S, CS2, COS, SO2, SO3로서 노내에 존재한다. 이들 물질은 다이옥신류 생성의 촉매가 되는 동(銅)이나 유사물질에 대한 피독효과를 가지고, 노내 고온연소부로부터 노 출구 이후의 배출가스라인에서 효과적으로 다이옥신류를 억제시킬 수 있다. 또, 오니 중의 N 성분은, 연소과정, 특히 일차 연소영역의 환원분위기에서 암모니아를 생성하고, 이것이 염소화합물과 반응함으로써, 다이옥신류 생성과정에 일어나는 Cl의 다이옥신 생성반응을 억제한다. 더욱이, 오니 중의 수분농도를 제어하여 가연물의 연소반응속도를 억제함으로써, 매연의 발생을 저감시킬 수 있다. 매연의 발생량을 억제할 수 있으면, 그에 기인하는 방향족계의 유기화합물 농도는 낮아져, 결과적으로 불완전 연소생성물인 다이옥신류 물질농도도 저감된다.
본 태양이 적용시키는 폐기물 소각로의 종류는 문제가 되지 않고, 화격자식 소각로, 유동상식 소각로 등이 이용된다.
도시쓰레기는 식품의 조리쓰레기나 음식찌꺼기, 플라스틱 용기류, 종이류, 나무쓰레기 등의 혼합물이고, 저위발열량이 1,000∼3,000 kcal/kg 정도, 수분이 30∼70 중량% 정도의 것이다.
오니와 도시쓰레기등 일반 폐기물의 혼소율은 10∼40%이다. 이것은, 노내에서 최저 S성분이 10수ppm, N성분이 수10ppm 존재하지 않으면 효과는 바람직하지 않기 때문에, 혼소율은 최저 10% 이상으로 할 필요가 있기 때문이다. 또 반대로 혼소율이 40%를 넘어버리면, 수분농도가 높아져, 공기비를 줄여서 운전한 경우라도 노 출구온도를 800℃로 유지하기가 곤란하게 되어 버리기 때문이다.
오니와 도시쓰레기등 일반 폐기물은 소각로내에서 혼합연소시키면 좋고, 소각로에는 사전에 혼합하여 투입하여도 좋으며, 따로따로 투입하여도 좋다.
연소온도(유동상식에서는 프리보드부 온도)는, 통상 850∼1,000℃ 정도가 적당하다.
본 태양의 실시예에서 사용한 소각로의 구성을 도 3에 도시한다.
이 소각로는 화격자식이고, 주(主)연소실의 노상(爐床)의 화격자, 즉 건조단(11), 연소단(12), 후연소단(13)은, 3단으로 하강하는 경사구조로 되어 있다. 주연소실의 화격자 최상부에는 쓰레기를 투입하는 쓰레기 슈트(chute, 10)가 설치되어 있고, 화격자 최하부의 앞은 주재(主灰) 슈트(15)로 되어 있다. 또, 주연소실의 위는 연소배출가스를 2차 연소시키는 2차 연소실(14)이 설치되어 있다. 오니와 폐기물은 쓰레기 슈트(10)로부터 노내로 투입되고, 건조 스토커(stoker)로 보내지며, 밑으로부터의 공기와 노내의 복사열에 의해 건조됨과 동시에, 승온되어 착화한다. 착화하여 연소를 개시한 폐기물과 오니는 연소 스토커에 보내지고, 밑으로부터 보내진 연소공기에 의해 연소하며, 후연소단에서 미연소성분이 완전히 연소한다. 소각 후에 남은 재는 주재 슈트(15)에 의해 외부로 취출된다. 연소는 주연소실에서 행해지고, 연소배출가스(노내가스)는, 2차 연소실(14)에서 혼합되어, 2차적인 연소가 행해져 미연소성분이 완전히 연소하며, 배출가스 처리설비로 보내진다.
상기의 소각로를 이용하여, 2,300kcal/kg의 도시쓰레기와, 수분 80 중량%, N성분 7 중량%, S성분 0.6 중량% 의 오니를 노내온도는 850℃를 유지하고, 건조단 온도를 650∼850℃, 연소실 온도를 900∼1,000℃로 변화시켜 소각했다. 도시쓰레기 만을 소각하는 경우, 다이옥신류 농도평균치는 1.6 ng/Nm3-teq 였으나, 도시쓰레기를 2t/h, 오니를 1t/h, 혼소율 33.3%로 연소시킨 경우, 평균치 0.25 ng/Nm3-teq 까지 억제시킬 수 있었다.
또, 2,800kcal/kg의 도시쓰레기와, 수분 90 중량%, N성분 7중량%, S성분 0.6 중량%의 오니를 유동상식 소각로에서 소각했다. 도시쓰레기만을 소각한 경우와, 도시쓰레기와 오니의 혼합연소를 행한 경우를 비교한 결과, 오니 혼합연소시는 다이옥신류 농도가 평균 약 60% 줄어들었다. 또, 이 때 어느 것도 노 출구온도를 같게 하여 실험하였다.
이상 설명한 바와 같이, 본 태양은, 유황성분이 0.1∼2.0 중량%, 수분이 65∼90 중량%, 질소성분이 1∼10 중량%인 오니와, 도시쓰레기 등 일반폐기물을 혼소율 10∼40%의 비율로 혼합연소시키는 것을 특징으로 하는 연소방법이다. 함수율이 높고 저위발열량이 낮은 오니를 저위발열량이 비교적 높은 도시쓰레기와 혼합연소시킴으로써, 노내의 연소상태가 안정되고, 유해가스나 미연소가스의 발생을 방지할 수 있다. 또, 상기 성분농도에 의해, 오니 중의 S, N, 수분이 효과적으로 다이옥신류의 발생을 억제시킬 수 있다.
함수율이 높은 오니는 저위발열량이 낮기 때문에 노내의 온도를 낮추고, 연소상태를 일정하게 유지하기는 어렵다. 그에 기인하여, 연소실의 온도나 연소가스의 농도분포가 시간적, 공간적으로 불균일하게 되므로, 제어가 곤란해지고, 또 미연소가스나 유해가스 등이 발생하기 쉬워진다는 문제점을 가지고 있다. 또, 폐기물 소각로로서 널리 이용되고 있는 화격자식 소각로의 경우, 화격자 밑에 오니가 침입해버리므로, 완전한 연소가 행해지지 않는다든지, 화격자 밑 압입공기의 통로가 폐쇄되어 버리는 등의 경우가 있어, 일반적으로 오니의 소각은 행해지지 않는다.
그러나, 본 태양의 방법에서는 이 연소가 곤란한 오니를 원활히 연소시키는 것도 가능하게 되어 있다.
바람직한 태양 3
유동상식 소각로에서 폐플라스틱을 소각하는 경우, 폐플라스틱 중에 포함되어 있는 염소성분이 방향족화합물과 반응함으로써 다이옥신이나 푸란과 같은 다이옥신류가 발생하기 쉬워진다는 문제가 있다. 또 폐플라스틱은 저위발열량이 높기 때문에 노내가 고온이 되어 급격히 연소반응이 진행되어 버린다. 이에 따라 쓰레기나 미연소성분이 발생하고, 다이옥신류 생성과정에 기여하는 방향족계의 유기화합물 농도가 높아져서, 그 결과 다이옥신류의 농도가 높아지게 된다는 문제점이 있다.
이 문제를 해결하는 방법으로서, 여러가지 연소관리나 공기취입방법이 선행기술로서 제안되어 있다. 그러나, 투입되는 폐플라스틱의 성상에 의해 배출가스온도 및 배출가스유량의 변동이 크고, 다이옥신류등 유해가스를 효과적으로 제어하는 것이 곤란하다.
본 태양은, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상기 문제점을 발생시키지 않고 비교적 간단한 연소방법의 도입에 의해, 노내의 연소상태를 일정하게 유지하고, 이에 따라 유해가스나 미연소가스의 배출을 억제하는 폐플라스틱의 연소방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 태양은, 상기 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가연물의 저위발열량이 4,500kcal/kg 이상의 폐플라스틱을, 소각로의 노 출구온도를 900∼1,200℃, 노 출구 산소농도를 3∼12%에서, 오니와 혼합연소하는 것을 특징으로 하는 폐플라스틱의 소각방법에 의해 이러한 목적을 달성하는 것이다.
함수율이 높고, 저위발열량이 낮은 오니와, 저위발열량이 높은 폐플라스틱을 혼합연소시킴으로써, 유동층의 온도를 저온으로 억제하고, 프리보드부의 온도를 고온으로 유지할 수 있어, 노내의 연소상태가 안정하므로, 유해가스나 미연소가스의 배출을 억제할 수 있다.
또, 폐플라스틱은 단체(單體)로 연소시키는 것 외에 오니와의 혼합연소를 행하는 방법이 다이옥신류의 발생을 억제할 수 있다.
오니중의 S성분은 연소과정에서 H2S, CS2, COS, SO2, SO3로서 노내에 존재한다. 이들 성질은 다이옥신류 생성의 촉매가 되는 동(銅)이나 유사물질에 대한 피독효과를 가지고, 노내 고온연소부로부터 노 출구 이후의 배출가스라인에서 효과적으로 다이옥신류를 억제시킬 수 있다. 또, 오니중의 N성분은, 연소과정, 특히 일차 연소영역의 환원분위기에서 암모니아를 생성하고, 이것이 염소화합물과 반응함으로써, 다이옥신류 생성과정에 일어나는 Cl의 다이옥신 생성반응을 억제한다. 더욱이, 오니중의 수분함량을 제어하여 가연물의 연소반응속도를 억제함으로써, 매연의 발생을 저감시킬 수 있다. 매연의 발생량을 억제할 수 있으면, 그에 기인하는 방향족계의 유기화합물 농도는 낮아지고, 결과적으로 불완전연소 생성물인 다이옥신류 물질농도도 저감된다.
더욱이, 사층(砂層)온도를 380∼450℃의 저온으로 함으로써, 유동층에서의 폐플라스틱의 반응속도는 떨어진다. 이로 인해 고체인 폐플라스틱의 가스화가 천천히 진행되고, 폐플라스틱으로부터 생성하는 가연가스와 공기와의 혼합교반의 균형(balance)이 유지된다. 그 결과, 미연소물인 매연의 발생량을 억제할 수 있고, 광의로 보면 불완전 연소물질인 다이옥신류의 발생을 억제할 수 있다. 가스화된 폐플라스틱과 오니 중의 가연성분은, 고온으로 유지된 프리보드에서 연소하여 한층 유해가스가 억제되고, 노 출구에서 900∼1,200℃가 된다. 또, 노 출구에서의 산소농도를 3∼12%로 유지하여 노내로의 공기공급을 행하기 때문에, 노 출구에 이를 때까지 완전연소할 수 있다.
본 태양이 적용시키는 폐기물 소각로의 종류는 문제가 되지 않아, 화격자식 등도 사용할 수 있으나, 폐플라스틱 오니의 혼합성을 높이고 또한 오니의 연소성을 양호하게 하기 위해서, 연소물을 유동시키면서 연소시키는 것이 바람직하고, 특히, 유동상식 소각로가 바람직하다.
폐플라스틱은 가연물의 저위발열량이 4,500kcal/kg 이상, 바람직하게는 4,500∼12,000kcal/kg 정도, 보다 바람직하게는 4,500∼8,000kcal/kg 정도의 것이다. 염소 함유율은 20 중량% 이하, 바람직하게는 0.1∼10 중량%의 것이 적당하다.
폐플라스틱과 오니와의 혼소율은 10∼70% 이다. 이것은, 노내에서 최저 S성분이 10수ppm, N성분이 수10ppm 존재하지 않으면 효과는 바람직하지 않기 때문에, 혼소율은 최저 10% 이상으로 할 필요가 있기 때문이다. 또 반대로 혼소율이 70%를 초과해 버리면, 수분농도가 높아지고, 공기비를 줄여서 운전하는 경우라도 노 출구온도를 900℃ 이상으로 유지하는 것이 곤란하게 되어버리기 때문이다.
오니와 폐플라스틱은 소각로 내에서 혼합연소시키면 좋고, 소각로에는 사전에 혼합하여 투입하여도 좋으며, 또, 따로따로 투입하여도 좋다.
연소조건으로는, 노 출구온도가 900∼1,200℃ 정도, 노 출구 산소농도가 3∼10% 정도, 소각로로서 유동상식로를 이용한 경우에는 사층의 온도를 380∼450℃ 정도가 되도록 하는 것이 좋다. 통상, 도시쓰레기나 폐플라스틱을 단독으로 소각하는 경우, 사층온도를 450℃ 이하로 유지하는 것은 곤란하지만, 오니와 혼합연소함으로써 오니 중의 고정탄소성분이 기여하여, 사층의 온도를 380∼450℃로 유지할 수 있다. 폐플라스틱과 오니는 유동층에서 비교적 천천히 가스화, 연소가 행해진다. 유동층의 유동화 배율(倍率)은 2∼8, 유동층부 공기비는 0.1∼1.0, 유동층에 들여보내진 유동화 공기온도는 20∼500℃가 바람직하다. 그 후, 고온으로 유지된 프리보드부에서 연소가 완전히 완결되고, 노 출구에서는 900∼1,200℃가 된다. 소각후에 배출가스는 산소농도 3∼12% 로 유지되는 노 출구로부터 외부로 취출되어, 배출가스 처리장치를 통해 굴뚝으로부터 외부로 방출된다.
본 태양의 실시예에서 사용한 소각로의 구성을 도 4에 나타낸다.
이 소각로는 유동상식의 것이고, 내부에는 유동상을 형성하는 사층이 분산판에 의해 하부로의 이행이 저지되어 있다. 분산판의 밑은 연소용 공기를 취입하는 바람통으로 되어 있다. 이 소각로에는 폐플라스틱 투입기(20)와 오니투입기(3)가 따로따로 설치되어 있다. 소각처리의 경우에는, 오니와 폐플라스틱은 각각의 투입기로부터 노내로 투입되고, 분산판 밑의 바람통으로부터 보내지는 공기에 의해 유동하고 있는 사층에서 건조됨과 동시에 승온되어 착화한다. 오니 또는 RDF는 유동층(4)과 그 위의 프리보드부에서 연소하고, 노 출구까지 연소는 완전히 완결된다. 소각후에 배출가스는 노 출구로부터 외부로 취출되고, 배출가스 처리설비를 통해 굴뚝으로부터 외부로 방출된다.
사층온도계(21), 노 출구온도계(22), 노 출구 산소농도검출기(23)가 각각 설치되어 있어, 이들의 값이 소정의 범위에 들어가도록 제어하면 되고, 자동제어를 행하고 있는 경우에는 운전 파라메터(parameter)에 넣는 것 만으로 충분하다. 더욱이, 노 출구 산소농도 대신에 굴뚝 근처에 농도계를 설치하고, 그 값으로부터 노 출구의 산소농도를 추정하여도 좋다.
상기의 소각로를 이용하여, 폴리에틸렌을 주체로 저위발열량 8,500kcal/kg, 염소함량 1 중량%의 폐플라스틱과 수분 88 중량%, N성분 6.0 중량%, S 성분 1.0 중량%의 하수오니를 각각 500kg/h 씩 공급하여 혼합연소시켰다. 사층의 온도를 380∼450℃, 유동화 공기온도 20∼280℃, 노출구온도 900∼1,200℃, 노 출구 산소농도 3∼12%로 유지했다. 그 결과, 다이옥신류 농도는 폐플라스틱 만을 연소시킨 경우와 비교하여 평균치에서 약 반으로 줄었다.
또, 폴리에틸렌 주체로 저위발열량 6,000kcal/kg, 염소함량 4중량%의 폐플라스틱과 수분 86 중량%, N성분 4중량%, S성분 0.8 중량%의 소변오니를 각각 500kg/h씩 공급하여 혼합연소시켰다. 사층의 온도를 380∼450℃, 유동화 공기온도 40∼280℃, 노 출구온도 900∼1,200℃, 노 출구 산소농도 3∼12%로 유지했다. 그 결과, 다이옥신류 농도는 폐플라스틱 만을 연소시키는 경우와 비교하여 평균치에서 약 30% 정도까지 억제되었다. 특히 사층온도 440℃, 유동화 공기온도 200℃, 프리보드 950℃, 노 출구온도 920℃, 노 출구 산소농도 8 ±2%로 소각한 때, 노 출구에서 다이옥신류 농도를 0.06ng/Nm3-teq 까지 억제할 수 있었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 가연물의 저위발열량이 4,500kcal/kg 이상의 폐플라스틱을 노 출구온도 및 노 출구 산소농도를 특정범위로 유지하고, 오니와 혼합연소하는 것을 특징으로 하는 소각방법이다.
함수율이 높고, 저위발열량이 낮은 오니와, 저위발열량이 높은 플라스틱을 혼합연소시킴으로써, 안정한 연소가 행해진다. 이에 의해, 유해가스나 미연소성분의 배출이 억제된다. 더욱이 사층온도를 380∼450℃의 저온으로 함으로써, 1차연소의 반응속도는 떨어지고, 공기와의 혼합교반과 반응의 밸런스가 충분히 유지되기 때문에, 매연의 발생량을 억제할 수 있고, 다이옥신류의 발생을 억제할 수 있다. 가스화된 폐플라스틱과 오니 중의 가연성분은, 고온으로 유지된 프리보드에서 연소하여 더욱 유해가스가 억제되고, 노 출구에서 900∼1,200℃가 된다. 노 출구는 산소농도 3∼12%로 유지되어, 여기까지 완전연소가 행해지게 된다. 자동제어를 행하고 있는 경우, 각 온도계, 산소농도계는 그 파라메터에 넣으면 된다.
바람직한 태양 4
본 태양에서, 발명자들은, 소각로에서 폐기물과 오니를 혼합연소하는 폐기물 처리에서 다이옥신류의 효율적인 억제에 관해서 예의(銳意) 검토를 거듭한 결과, 이하와 같은 식견을 얻었다.
즉, 폐기물의 처리에 있어서, 안정한 연소조건을 실현하는 오니와 폐기물의 투입비율 및 오니의 투입량을 제어하기 위해, 노내의 연소상황을 판단하는 지표로서 노내 또는 노 출구에서의 SOx 농도를 소정의 범위 내로 유지하고, 이에 따라 효율적으로 다이옥신류의 생성을 억제할 수 있다.
더욱이, 상기 오니 중의 유황성분, 질소성분, 수분농도의 함유율을 소정의 범위내로 함으로써, 다이옥신류의 억제효과는 더욱 향상된다.
본 태양은 이와 같은 식견에 기초하여 안출된 것으로서, 이하와 같은 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 태양은, 소각로에서 폐기물과 오니를 혼합연소하는 폐기물 처리방법으로서, 노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 계측하고, 그 계측치에 기초하여 상기 오니 및/또는 폐기물의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 처리방법을 제공한다.
더욱이, 본 태양에 있어서는, 상기 소각로는 유동상로(流動床爐)인 것이 바람직하고, 또 상기 SOx 농도는 100∼2,000ppm이 되도록 상기 오니 및/또는 폐기물의 공급량을 제어하는 것이 바람직하다.
더욱이, 본 태양에 있어서는, 상기 오니는, 건조중량으로 유황성분을 0.1∼2.0%, 질소성분을 1∼10% 함유하고, 수분농도가 65∼90 중량% 인 것이 바람직하다.
또, 본 태양은, 소각로에서 오니와 폐기물을 혼합연소하는 폐기물의 처리장치로서, 노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 계측하는 SOx 농도계와, 그 계측치에 기초하여 상기 오니 및/또는 폐기물의 공급량을 제어하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 폐기물의 처리장치를 제공한다.
더욱이, 본 태양에 있어서, 상기 소각로가 유동상로인 것이 바람직하고, 또, 상기 SOx 농도가 100∼2,000ppm 이 되도록, 상기 오니 및/또는 폐기물의 공급량을 제어하는 제어장치를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
더욱이, 본 태양의 장치는, 건조중량으로 유황성분을 0.1∼2.0%, 질소성분을 1∼10% 함유하고, 수분농도가 65∼90 중량%의 오니를 처리하는 것이 바람직하다.
본 태양에 관한 소각로에서 폐기물과 오니를 혼합연소하는 폐기물의 처리에서는, 노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 감시함으로써, 효율적으로 다이옥신류를 저감시킬 수 있다.
노내 또는 노 출구의 SOx 농도는, 노내에서의 연소반응 등의 목표가 된다. 더욱이, SOx 농도성분은 오니 중의 유황성분으로부터 발생하는 성분이 대부분이기 때문에, 오니의 투입량의 목표로도 된다. 결국, 폐기물에 대하여 어느 정도의 비율로 오니가 투입되어, 노 중에서 어느 정도 연소가 행해지고 있는가, 라고 하는 목표가 된다. 따라서, 노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 소정의 범위내로 조정함으로써, 안정한 연소조건을 실현하는 오니와 폐기물의 투입비율을 결정할 수 있고, 효율적으로 다이옥신류를 억제할 수 있다.
이것을 실현하기 위해서는, 노내 또는 노 출구에 SOx 농도계를 설치하기만 하면 되고, 자동운전 소각로의 경우는 그 값을 운전의 파라메터에 넣는 것만으로 충분하다. 특별한 개조는 불필요하고, 비교적 저렴하게 실현할 수 있다.
또, 노내 또는 노 출구에 SOx 농도계를 설치하는 것이 곤란한 경우 등은, 굴뚝에 SOx 농도계를 설치하고, 굴뚝내의 SOx 농도를 소정의 범위 내로 조정하는 것에 의해서도 본 태양의 효과를 얻을 수 있다.
이하, 도 5를 이용하여 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 태양의 폐기물 처리장치의 일예를 도시한다. 이 처리장치는, 유동상식 소각로(101)와, 폐기물 투입기(102)와 오니 투입기(103)을 구비하고, 이 소각로(101)에 배출가스 처리장치(110)를 접속하며, 배출가스 처리장치(110)에 굴뚝(112)을 접속하고 있다. 그리고, 상기 소각로(1)의 출구(5)에는 SOx 농도계(106)가 부착되어 있고, 이 농도계(106)로부터의 농도 검출신호가 제어장치 또는 계기(計器,107)에 입력되게 되어 있다.
다음, 도 5의 각 투입기(102)(103)로부터 유동상식 소각로(101) 내에 투입된 오니와 폐기물은, 분산판(104) 밑으로부터 보내진 유동화 가스(예컨대, 공기)에 의해 유동화된 사층과 접촉하여 건조, 착화한다. 착화한 오니 또는 폐기물은 소각로(101) 내에서 연소한다. 이 때, 다이옥신류 농도를 증가시키는 원인이 되는 매연 등의 발생을 억제하기 위해, 체류(滯留) 시간은 3초이상인 것이 바람직하고, 배출가스 온도는 노 출구에서 700℃ 이하인 것이 바람직하다.
도 5에 있어서, 노 출구(105)에 부착된 SOx 농도계(106)의 계측치가 소정 범위내가 되도록 오니 및/또는 폐기물의 투입량이 결정된다. 즉, SOx 농도계(106)에 접속된 제어장치 또는 계기(107)에 SOx 농도계(106)로부터 농도검출신호가 입력되고, 이에 기초하여 노 출구의 SOx 농도가 소정의 범위 내가 되도록 오니 및/또는 폐기물의 투입량이 결정된다. 그리고, SOx 농도가 낮은 경우에는 오니의 투입량을 증가 및/또는 폐기물의 투입량을 감소시키고, 한편 SOx 농도가 높은 경우에는 오니의 투입량을 감소 및/또는 폐기물의 투입량을 증가시킨다.
본 태양에 있어서, 노 출구의 적절한 SOx 농도는, 100∼2,000ppm 이다. 노 출구에서 SOx 농도가 100ppm 미만이면 다이옥신류 억제효과가 충분하지 않고, 2,000ppm을 넘으면 배출가스 중의 H2S나 SO3농도가 높아져, 운전환경면에서 큰 배려가 필요하게 된다.
더욱이, 본 태양에 있어서는, SOx 농도계(106)를 소각로(1) 내에 부착하고, 노내의 SOx농도가 소정의 범위 내, 바람직하게는 100∼2,000ppm으로 되도록 오니 및/또는 폐기물의 투입량을 제어하는 것에 의해서도 상술한 바와 마찬가지 효과를 얻을 수 있다. 또, 상술한 바와 같이 노내 또는 노 출구에 SOx 농도계를 설치하는 것이 곤란한 경우 등에는, 굴뚝에 SOx 농도계를 설치하여도 좋다. 이 경우에 있어서, 도 5에 도시한 바와 같이, 굴뚝 상류로부터 백연(白煙) 방지공기가 배출가스라인으로 합류하고 있는 등에 의해, 굴뚝에서의 SOx 농도에 영향을 미치도록 한 경우에는, 예컨대 산소 12% 환산(換算) 등, 농도를 환산하여 고려하면 된다.
또, 본 태양에서의 소각로는 특히 한정되지는 않으나, 유황성분 함유물의 연소성을 양호하게 하기 위해 소각로 중에서도 연소물을 유동시키면서 연소시키는 유동상로가 특히 바람직하고, 이것으로는 유동상식 소각로, 유동상식 열분해로 등이 포함된다.
더욱이, 본 태양에 관한 폐기물의 처리에 있어서는, 소각로에 공급하는 오니 중의 유황성분, 질소성분, 수분의 함유율을 조정함으로써, 보다 효율적으로 다이옥신류를 저감시킬 수 있다.
여기서, 오니는 배수설비로부터 배출되는 것으로서, 하수오니, 소변오니, 유기성배수를 활성오니 처리할 때 발생하는 오니, 유기물을 함유한 배수를 고액분리할 때에 발생하는 오니, 하천준설시 등에 폐쇄성수역에서 발생하는 오니, 그 외 하수처리의 과정에서 발생하는 오니 등 특별히 제한되지는 않는다.
이하, 유동상식 소각로에서의 폐기물의 처리에 관하여, 본 태양의 실시예를 설명한다. 단, 본 태양은 이들에 한정되지는 않는다.
유동상식 소각로에 있어서, 건조중량으로 0.7%의 유황성분과, 6%의 질소성분과, 75 중량%의 수분을 함유하는 오니와, 저위발열량 2,300kcal/kg의 도시쓰레기를, 노내온도 650∼700℃로 조정하여 소각했다. 도 6은, 노 출구에서의 SOx 농도와 다이옥신류 농도, 및 독성물질 (H2S+SO3) 농도와의 관계를 그래프로 나타낸 것이다. 이 결과로부터, 노 출구에서의 SOx 농도를 100∼2,000ppm이 되도록 오니 공급량을 제어함으로써, 효율적으로 다이옥신류를 제거할 수 있고, 또한 독성물질 또는 부식성물질의 농도를 억제할 수 있다.
또, 도 7은, SOx 농도에 따른 오니 공급량의 제어는 없지만, 폐기물과 오니를 혼합연소하는 일예이다. 이 도 7에서는, 폐기물 투입기(22), 오니 투입기(23), 유동상식 소각로(21), 유동상(24), 노 출구(25), 배출가스 처리장치(30), 굴뚝(32)이 도시되어 있다.
이상, 도 5에 의해 설명한 바와 같이, 본 태양은, 노내의 연소상황을 판단하는 지표로서 노내 또는 노 출구에서의 SOx 농도치를 측정하는 것으로, 이 측정치에 기초하여 안정한 연소조건을 실현하는 오니와 폐기물의 투입비율을 결정할 수 있고, 효율적으로 다이옥신류의 생성을 억제할 수 있게 되었다. 또, 안정한 연소와 더불어 유해가스의 배출을 억제할 수 있고, 더욱이, 대규모 개조를 요하지 않고 비교적 저렴하게 실현할 수 있다.
바람직한 태양 5
본 태양에 있어서, 본 발명자들은, 소각로에서의 폐기물의 처리에 있어서의 다이옥신류의 효율적인 억제에 관해서 예의 검토를 거듭한 결과, 이하와 같은 식견을 얻었다.
즉, 소각로에서 폐기물을 유황성분 함유물과 혼합연소시킴으로써, 다이옥신류를 저감시킬 수 있고, 더욱이, 노내의 연소상황을 판단하는 지표로서 노내 또는 노 출구에서의 SOx 농도를 소정의 범위 내로 유지함으로써, 효율적으로 다이옥신류의 생성을 억제할 수 있다.
본 태양은 이와 같은 식견에 기초하여 안출된 것으로서, 이하와 같은 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 태양은, 소각로에서 유황성분 함유물과 폐기물을 혼합연소하는 폐기물의 처리방법으로서, 노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 계측하고, 그 계측치에 기초하여 상기 유황성분 함유물 및/또는 폐기물의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 처리방법을 제공한다.
또, 본 태양에 있어서는, 상기 소각로가 유동상로인 것이 바람직하고, 또 상기 SOx 농도가 100∼2,000ppm 이 되도록 상기 유황성분 함유물 및/또는 폐기물을 제어하는 것이 바람직하다.
또, 본 태양은, 소각로에서의 폐기물의 처리장치로서, 유황성분 함유물의 공급장치 및 폐기물의 공급장치와, 노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 계측하는 SOx 농도계와, 그 계측치에 기초하여 상기 유황성분 함유물 및/또는 폐기물의 공급량을 제어하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 폐기물의 처리장치를 제공한다.
또, 본 태양의 장치에 있어서는, 상기 소각로가 유동상로인 것이 바람직하고, 또, 상기 SOx 농도가 100∼2,000ppm 이 되도록, 상기 유황성분 함유물 및/또는 폐기물의 공급량을 제어하는 제어장치를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
본 태양에 관한 폐기물의 처리기술로서는, 소각로에서 폐기물과 유황성분 함유물을 혼합연소시키고, 더욱이, 이 때의 노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 감시함으로써 효과적으로 다이옥신류를 저감시킬 수 있다.
유황성분은, 연소과정에서, H2S, CS2, COS, SO2, SO3로서 노내에 존재한다. 이들 물질은 다이옥신류 생성의 촉매가 되는 동(銅)이나 그 유사물질에 대한 피독효과를 가지고, 노내 고온연소부로부터 노 출구 이후의 배출가스라인에서 효과적으로 다이옥신류를 억제시킬 수 있다.
또, 노내 또는 노출구의 SOx 농도는, 노내에서의 연소반응 등의 목표가 된다. 더욱이, SOx 농도성분은 유황성분 함유물 중에서 발생하는 성분이 대부분이기 때문에, 유황성분 함유물의 투입량의 목표로도 된다. 결국, 폐기물에 대하여 어느 정도의 비율로 유황성분 함유물이 투입되고, 노 중에서 어느 정도 연소가 행해지고 있는가, 라고 하는 목표가 된다. 따라서, 노내 또는 노 출구에서의 SOx 농도를 소정의 범위로 조정하여 연소를 행하게 함으로써, 안정한 연소조건을 실현하는 유황성분 함유물의 양을 결정할 수 있고, 이에 따라 한층 효율적으로 다이옥신류를 억제할 수 있다.
이를 실현하기 위해서는, 노내 또는 노출구에 SOx 농도계를 설치하기만 하면 되고, 자동운전 소각로의 경우는 그 값을 운전 파라메터에 넣는 것만으로 충분하다. 특별한 개조는 불필요하고, 비교적 저렴하게 실현할 수 있다.
더욱이, 노내 또는 노 출구에 SOx 농도계를 설치하기 곤란한 경우 등에는, 굴뚝에 SOx 농도계를 설치하고, 굴뚝 내의 SOx 농도를 소정의 범위내로 조정하는 것에 의해서도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
이하, 도면을 이용하여 보다 상세히 설명한다.
도 8은 본 태양의 폐기물 처리장치의 일예를 도시한다. 이 처리장치는, 유동상식 소각로(101)와, 유황성분 함유물 공급장치(103)와, 폐기물 공급장치(102)를 구비하고, 이 소각로(101)에 배출가스 처리장치(110)를 접속하며, 배출가스 처리장치(110)에 굴뚝(112)을 접속하고 있다. 그리고, 상기 소각로(101)의 출구(105)에는 SOx 농도계(106)가 부착되어 있고, 이 농도계(106)로부터의 농도검출신호가 제어장치 또는 계기(107)에 입력되게 되어 있다.
다음, 도 8의 각 공급장치(102)(103)로부터 소각로(101) 내에 투입된 유황성분 함유물과 폐기물은, 분산판(104) 밑으로부터 보내진 유동가스(예컨대, 공기)에 의해 유동화된 사층과 접촉하고 건조, 착화한다. 착화한 유황성분 함유물이나 폐기물은 소각로 내에서 연소한다. 이 때, 다이옥신류 농도를 증가시키는 원인이 되는 매연 등의 발생을 억제하기 위해, 체류시간은 3초이상인 것이 바람직하고, 배출가스 온도는 노출구에서 700℃ 이하인 것이 바람직하다. 그 후, 배출가스는 노출구(105)로부터 배출되고, 배출가스 처리장치(110)를 통하여 굴뚝(112)으로부터 외부로 방출된다.
도 8에 있어서, 노 출구(105)에 부착된 SOx 농도계(106)의 계측치가 소정 범위 내가 되도록 유황성분 함유물 및/또는 폐기물의 투입량이 결정된다. 즉, SOx 농도계(106)에 접속된 제어장치 또는 계기(107)에 SOx 농도계(106)로부터 농도검출신호가 입력되고, 이에 기초하여 노 출구(105)의 SOx 농도가 소정의 범위 내가 되도록 유황성분 함유물 및/또는 폐기물의 투입량이 결정된다. 그리고, SOx 농도가 낮은 경우에는 유황성분 함유물의 투입량을 증가 및/또는 폐기물의 투입량을 감소시키고, 반대로 SOx 농도가 높은 경우에는 유황성분 함유물의 투입량을 감소 및/또는 폐기물의 투입량을 증가시킨다.
본 태양에 있어서, 노 출구의 호적(好適)한 SOx 농도는, 100∼2,000ppm 이다. 노 출구에서의 SOx 농도가 100ppm 미만에서는 다이옥신류 억제효과가 충분치 않고, 2,000ppm을 넘으면 배출가스 중의 독성물질인 H2S 농도가 높아져서, 안전위생면에서 큰 배려가 필요하게 된다.
더욱이, 본 태양에 있어서는, SOx 농도계를 노내에 설치하고, 노내의 SOx 농도가 소정의 범위 내, 바람직하게는 100∼2,000ppm이 되도록 유황성분 함유물 및/또는 폐기물의 투입량을 제어하는 것도 가능하다. 또, 상술한 바와 같이, 노내 또는 노 출구에 SOx 농도계를 설치하는 것이 곤란한 경우에는, 굴뚝(112)에 SOx 농도계(106)를 설치해도 된다. 이 경우, 도 8에 도시한 바와 같이, 굴뚝 상류로부터 백연(白煙) 방지공기가 배출가스라인에 합류하고 있는 등으로 인해 굴뚝에서의 SOx 농도에 영향을 미치는 경우에는, 예컨대 산소 12% 환산 등, 농도를 환산하여 고려하면 된다.
또, 본 태양에서의 소각로는 특별히 한정되지는 않으나, 유황성분 함유물의 연소성을 양호하게 하기 위해서 소각로 중에서도 연소물을 유동시키면서 연소시키는 유동상식이 특히 바람직하고, 이것으로는 유동상식 소각로, 유동상식 열분해로 등이 포함된다.
이상 설명한 바와 같이, 노내 또는 노 출구에 있어서 계측한 SOx 농도치에 기초하여 안정한 연소조건을 실현하는 유황성분 함유물과 폐기물의 투입비율을 결정할 수 있고, 효율적으로 다이옥신류의 생성을 억제하는 것이 가능하게 되었다. 또, 이 효과를, 대규모 개조를 요하지 않고 비교적 저렴하게 실현할 수 있다.
바람직한 태양 6
본 태양은, 소각로에서의 RDF의 처리에 있어서, 비교적 간단한 장치의 도입에 의해, 노내의 연소상태를 일정하게 유지하고, 이로 인해 유해가스나 미연소가스의 배출을 억제하여, 효율적으로 다이옥신류를 저감시키는 소각로에서의 RDF의 처리방법 및 그 장치를 제공한다.
본 태양에 의해, 본 발명자들은, 소각로에서의 RDF의 처리에 있어서의 다이옥신류의 효율적인 억제에 관해서 예의 검토를 행한 결과, 이하와 같은 식견을 얻었다.
즉, 소각로에서 RDF를 유황성분 함유물과 혼합연소시킴으로써, 다이옥신류를 억제할 수 있고, 더욱이, 노내의 연소상황을 판단하는 지표로서 노내, 노 출구 또는 굴뚝에서의 SOx 농도를 소정의 범위 내로 유지함으로써, 효율적으로 다이옥신류의 생성을 억제할 수 있다.
본 태양은 이와 같은 식견에 기초하여 안출된 것으로서, 이하와 같은 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 태양은, 소각로에서 유황성분 함유물과 RDF를 혼합연소하는 RDF의 처리방법으로서, 노내, 노 출구 또는 굴뚝에서의 SOx 농도를 계측하고, 그 계측치에 기초하여 상기 유황성분 함유물 및/또는 RDF의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 RDF의 처리방법을 제공한다.
또, 본 태양에 있어서는, 상기 소각로가 유동상로인 것이 바람직하고, 또한, 굴뚝의 상기 SOx 농도가 50∼400ppm이 되도록 상기 유황성분 함유물 및/또는 폐기물의 공급량을 제어하는 것이 바람직하다.
또, 본 태양은, 소각로에서 유황성분 함유물과 RDF를 혼합연소하는 RDF의 처리장치에 있어서, 유황성분 함유물의 공급장치와, RDF의 공급장치와, 노내, 노 출구 또는 굴뚝의 SOx 농도를 계측하는 SOx 농도계와, 그 계측치에 기초하여 상기 유황성분 함유물 및/또는 RDF의 공급량을 제어하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 RDF의 처리장치를 제공한다.
더욱이, 본 태양의 장치에 있어서는, 상기 소각로가 유동상로인 것이 바람직하고, 또한, 굴뚝의 상기 SOx 농도가 50∼400ppm이 되도록, 상기 유황성분 함유물 및/또는 폐기물의 공급량을 제어하는 제어장치를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
본 태양에 관한 RDF의 처리기술에 있어서는, 소각로에서 RDF와 유황성분 함유물을 혼합연소하고, 더욱이, 이 때의 노내, 노 출구 또는 굴뚝의 SOx 농도를 감시함으로써 효과적으로 다이옥신류를 저감시킬 수 있다.
유황성분은, 연소과정에 있어서 H2S, CS2, COS, SO2, SO3로서 노내에 존재한다. 이들 물질은 다이옥신류 생성의 촉매가 되는 동(銅)이나 그 유사물질에 대한 피독효과를 가지고 있어, 노내 고온연소부로부터 노 출구 이후의 배출가스라인에서 효과적으로 다이옥신류를 억제시킬 수 있다. 또, 일부 물질은 다이옥신류 생성과정에 일어나는 Cl의 다이옥신류 생성반응을 억제한다. 그 결과, 연소과정 및 그 후류(後流)에서 다이옥신류의 생성이 억제된다.
또, 노내, 노 출구 또는 굴뚝의 SOx 농도는, 노내에서의 연소반응 등의 목표가 된다. 더욱이, SOx 농도는 유황성분 함유물 중에서 발생하는 성분이 대부분이기 때문에, 유황성분 함유물의 투입량의 목표로도 된다. 결국, RDF에 대하여 어느 정도의 비율로 유황성분 함유물이 투입되고, 노 안에서 어느 정도 연소가 행해지고 있는가, 라고 하는 목표가 된다. 즉, 이것은, 전술한 다이옥신류 저감에 기여하는 반응을 효율적으로 행하기 위한 목표가 된다.
이를 실현하기 위해서는, 노내, 노 출구 또는 굴뚝에 SOx 농도계를 설치하는 것만으로 충분하고, 자동운전 소각로의 경우에는 그 값을 운전 파라메터에 넣는 것만으로 충분하다. 대규모 개조가 불필요하고, 비교적 저렴하게 실현할 수 있다.
이하, 도 9를 이용하여 보다 상세하게 설명한다.
도 9는 본 태양의 폐기물 처리장치의 일예를 도시한다. 이 처리장치는, 유동상식 소각로(101)와, RDF 공급장치(130)와, 유황성분 함유물 공급장치(132)를 구비하고, 이 소각로(101)에 배출가스 처리장치(110)를 접속하며, 배출가스 처리장치(110)에 굴뚝(112)을 접속하고 있다. 그리고, 상기 굴뚝(112)에는 SOx 농도계(127)가 부착되고, 이 농도계(127)로부터의 농도검출신호가 제어장치 또는 계기(128)에 입력되도록 되어 있다.
다음, 도 9의 각 공급장치(130)(132)로부터 소각로(101) 내로 투입된 RDF와 유황성분 함유물은, 분산판(104) 밑으로부터 보내진 유동화 가스(예컨대 공기)에 의해 유동화된 사층과 접촉하고, 건조됨과 동시에 승온되어 착화한다. 착화한 유황성분 함유물이나 RDF는 노(101) 내에서 연소한다. 배출가스는 노 출구(106)로부터 배출가스 처리설비(110)를 통해 굴뚝(112)으로부터 밖으로 배출된다.
도 9에 있어서, 굴뚝(112)에 부착된 SOx 농도계(127)의 계측치가 소정범위 내가 되도록 RDF 및/또는 폐기물의 투입량이 결정된다. 즉, 굴뚝(112)에 부착된 SOx농도계(127)에 접속된 제어장치 또는 계기(128)에 SOx 농도계(127)로부터 농도검출신호가 입력되고, 이 계측치에 기초하여 굴뚝 내의 SOx 농도가 소정의 범위 내가 되도록 RDF 및/또는 유황성분 함유물의 투입량이 결정된다. 그리고, SOx 농도가 낮은 경우에는 유황성분 함유물의 투입량을 증가 및/또는 RDF의 투입량을 줄이고, 한편, SOx 농도가 높은 경우에는 유황성분 함유물의 투입량을 감소 및/또는 RDF의 투입량을 늘린다.
또, 도 9에 도시한 바와 같이, 굴뚝 상류로부터 백연방지공기가 배출가스에 합류하고 있는 등으로 인해, 굴뚝에서의 SOx 농도에 영향을 미치도록 한 경우에 있어서는, 예컨대 산소 12% 환산에 의해 그 농도를 고려하면 된다. 또, 자동제어를 행하고 있는 경우는, 이 SOx 농도의 값을 운전 파라메터에 넣으면 된다.
본 태양에 있어서, 굴뚝에서의 적절한 SOx 농도는, 50∼400ppm 이다. 굴뚝에서의 SOx 농도가 50ppm 미만에서는 상기 유황성분에 따른 반응을 효과적으로 행할 수 없고, 400ppm 을 넘으면 배출가스 중의 유황산화물에 기인하는 후류의 부식 가능성이 커진다.
더욱이, 본 태양에 있어서는, SOx 농도계를 노내 또는 노 출구에 설치하여, 노내 또는 노 출구의 SOx 농도가 소정 범위 내, 바람직하게는 어느 경우도 60∼600ppm이 되도록 RDF 및/또는 유황성분 함유물의 공급량을 제어하는 것도 가능하며, 이 경우도 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 태양에서의 소각로는 특별히 한정되지는 않으나, 유황성분 함유물의 연소성을 양호하게 하기 위해, 연소물을 유동시키면서 연소시키는 유동상식 소각로가 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 태양에 의해, 소각로에서의 쓰레기 고형연료의 처리에 있어서, 안정한 연소조건을 실현하는 유황성분 함유물과 RDF의 투입비율을 결정할 수 있고, 효율적으로 다이옥신류의 생성을 억제하는 것이 가능하게 되었다. 또, 그 때문에 대규모 개조를 요하지 않고, 비교적 저렴하게 실현할 수 있다.
바람직한 태양 7
본 태양은, 소각로에서, 오니와 폐기물을 혼합연소시키는 폐기물의 처리에서 노내의 연소상태를 일정하게 유지하고, 이에 의해 효율좋게 다이옥신류를 저감시키는 폐기물 처리방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 태양에 의해, 본 발명자들은, 소각로에서의 폐기물 처리에 있어서 다이옥신류의 효율적인 억제에 관해서 예의 검토를 거듭한 결과, 이하와 같은 식견을 얻었다.
즉, 소각로에서 오니와 폐기물을 혼합연소하는 폐기물의 처리기술에 있어서, 유황성분 함유분말을 오니 또는 폐기물의 소각로로의 공급라인에 공급함으로써, 다이옥신류 농도의 저감에 효과를 발휘하는 유황성분을 안정한 상태에서 효율적으로 공급할 수 있다.
더욱이, 안정된 연소조건을 실현하는 유황성분 함유분말의 투입량을 억제하기 위해서, 노내의 연소상황을 판단하는 지표로서 노내, 노 출구 또는 굴뚝에서의 SOx 농도를 소정의 범위 내로 유지함으로써, 다이옥신류 억제효과는 더욱 향상된다.
본 태양은, 이와 같은 식견에 기초하여 안출된 것으로서, 이하와 같은 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 태양은, 소각로에서 오니와 폐기물을 혼합연소하는 폐기물의 처리방법에 있어서, 오니 또는 폐기물의 소각로로의 공급라인에 유황성분 함유분말을 공급하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 처리방법을 제공한다.
본 태양에 있어서는, 노내, 노 출구 또는 굴뚝에서의 SOx 농도를 계측하고, 그 계측치에 기초하여 상기 유황성분 함유분말의 공급량을 제어한다. 여기서, 굴뚝에서의 상기 SOx 농도가 50∼400ppm이 되도록 상기 유황성분 함유분말의 공급량을 제어하는 것이 바람직하다. 또, 상기 소각로는 유동상로인 것이 바람직하다.
더욱이, 본 태양은, 소각로에서 오니와 폐기물을 혼합연소하는 폐기물의 처리장치에 있어서, 오니 또는 폐기물 소각로로의 공급라인에 유황성분 함유분말을 공급하는 공급장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리장치를 제공한다.
더욱이, 폐기물의 처리장치에 있어서, 노내, 노 출구 또는 굴뚝의 SOx 농도를 계측하는 SOx 농도계와, 그 계측치에 기초하여 상기 유황성분 함유분말의 공급량을 제어하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리장치를 제공한다. 여기서, 굴뚝에서의 상기 SOx 농도가 50∼400ppm이 되도록, 상기 유황성분 함유분말을 제어하는 것이 바람직하다. 상기 소각로가 유동상로인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 「유황성분 함유분말을 공급하는 공급장치」란, 유황분말 저유조(貯留槽)와 오니 공급라인, 또는 유황분말 저유조와 폐기물 공급라인에 연통(連通)된 유황분말 공급라인을 말한다.
본 태양에 관한 폐기물의 처리기술에 있어서는, 유황성분 함유분말을 오니 또는 폐기물의 소각로로의 공급라인에 공급함으로써, 다이옥신류 농도의 저감을 효과적으로 행하기 위해 부족한 유황성분을 안정한 상태로 효율적으로 공급할 수 있다.
유황성분 함유분말을 공급하기 위한 유황성분 공급라인을 소각로로의 오니 공급라인 또는 폐기물 공급라인에 연통하고, 오니 또는 폐기물과 함께 유황성분 함유분말을 혼합하면서 노내에 공급함으로써, 유황분말과 오니 또는 폐기물로 구성된 혼합물을 균일한 성상(性狀)으로 노내로 공급할 수 있다. 또, 유황성분 함유분말 만을 직접 노내에 공급함으로써 발생하는, 노내에서의 불균일성이나, 분진폭발등의 위험성을 회피할 수 있다. 조작시에도 오니 또는 폐기물의 공급 개시, 종료와 함께 유황성분의 공급조작도 개시, 종료할 수 있기 때문에, 조작의 간편성과 안전성이 확립된다. 또, 노내에 유황성분, 질소성분, 수분이 층분히 공급되기 때문에, 상기 이유로 인해 다이옥신류가 효율적으로 저감된다.
이 때, 노내, 노 출구 또는 굴뚝에서의 배출가스 중의 SOx 농도는, 노내온도 등의 연소상황이나, 오니 공급라인 또는 폐기물 공급라인에 공급되는 유황성분 함유분말의 양 등에 의해 결정되므로, 다이옥신류 생성의 목표가 될 수 있다. 결국, SOx 농도치를 감시하여 노내, 노 출구 또는 굴뚝의 SOx 농도를 소정의 범위 내로 조정하여 연소를 행함으로써, 안정한 연소조건을 실현하는 유황성분 함유분말의 양을 결정할 수 있고, 효율적으로 다이옥신류 등의 유해가스의 발생을 억제할 수 있다.
이를 실현하기 위해서는, 노내, 노 출구 또는 굴뚝에 SOx 농도계를 설치하는 것 만으로 충분하고, 특별한 개조 등이 불필요하여, 저렴하게 실현할 수 있다.
이하, 도면을 이용하여 보다 상세히 설명한다. 단, 본 태양은 이들에 한정되지는 않는다.
도 10은, 본 발명의 폐기물 처리장치의 일예를 도시한다. 이 처리장치는, 폐기물 저유조(201)와, 오니 저유조(202)와, 유황분말 저유조(203)와, 소각로(204)를 구비하고, 더욱이 폐기물 저유조(201)와 소각로(204)와의 사이에, 폐기물 저유조(201) 내의 폐기물을 소각로(204)에 공급하기 위한 폐기물 공급라인(205)을 연통하고, 오니 저유조(202)와 소각로(204) 사이에, 오니 저유조(202) 내의 오니를 소각로(204)에 공급하기 위한 오니 공급라인(206)을 연통하며, 유황분말 저유조(203)와 오니 공급라인(206) 사이에, 유황분말 저유조(203) 내의 유황분말을 소각로(204)에 공급하기 위한 유황분말 공급라인(207)을 연통하고 있다.
이 예에서는, 오니 저유조(202) 내의 오니는, 오니 저유조(202)로부터 펌프(미도시)에 의해 오니 공급라인(206)을 통해 소각로(204)에 압송된다. 이 때, 유황분말 저유조(203)로부터 압송돼온 유황분말이 오니 공급라인(206) 내로 공급되고, 그 하류로 반송(搬送)되면서 오니와 유황분말이 혼합되며, 균일한 성상이 되어 소각로(204)에 공급된다.
이와 같은 배치를 함으로써, 유황분말 만을 직접 노내로 공급함으로 인해 발생하는, 노내에서의 불균일성이나, 분진폭발 등의 위험성을 회피하고, 노내의 유황성분, 질소성분, 수분의 밸런스를 유지하면서 다이옥신류를 효율적으로 저감할 수 있다. 또, 조작시에도 오니의 공급개시, 종료와 함께 유황의 공급조작도 개시, 종료할 수 있고, 조작의 간편성과 안전성이 확립된다.
다만, 본 태양에 있어서 오니 공급라인에 공급되는 유황성분은 분말상(粉末狀)으로 한정되지는 않고, 유황성분 함유물이면 예컨대 슬러리(slurry) 상의 것도 적합하게 사용할 수 있다.
또, 이 도면에서는 오니 공급라인에 유황분말 공급라인을 연통하는 예를 도시했으나, 폐기물 공급라인에 유황분말 공급라인을 연통하는 것도 가능하며, 이 경우도 폐기물과 유황분말이 혼합되고, 균일한 성상이 되어 소각로로 공급되며, 상술한 경우와 동일한 효과를 발생시킨다. 또, 이 예에 도시한 방법보다 한층 간단한 방법으로서, 노온 제어용의 물공급 라인, 쓰레기 공급라인 등으로의 유황분말을 공급함으로도 이 경우와 동일한 효과를 발휘한다.
도 11은, 본 발명의 폐기물의 처리장치의 다른 예이다. 이 처리장치는, 폐기물 저유조(211)와, 오니 저유조(212)와, 유황분말 저유조(213)와, 유동상식 소각로(214)를 구비하고, 이 소각로(214)에 배출가스 처리장치(222)가 접속하며, 배출가스 처리장치(222)에 굴뚝(224)이 접속되어 있다. 더욱이, 폐기물 저유조(211)와 소각로(214) 사이에, 폐기물 저유조(211) 내의 폐기물을 소각로(214)에 공급하기 위한 폐기물 공급라인(215)을 연통하고, 오니 저유조(212)와 소각로(214) 사이에, 오니 저유조(212) 내의 오니를 소각로(214)에 공급하기 위한 오니 공급라인(216)을 연통하며, 유황분말 저유조(213)와 오니 공급라인(216) 사이에, 유황분말 저유조(213) 내의 유황분말을 소각로(214)에 공급하기 위한 유황분말 공급라인(217)을 연통하고 있다. 그리고, 상기 굴뚝(224)에는 SOx 농도계(220)이 부착되고, 이 SOx 농도계(220)로부터의 농도검출신호가 제어장치 또는 계기(221)에 입력된다.
이 예에서는, 전술한 바와 같이 오니 공급라인(216)에 공급되는 유황성분 함유분말은 오니 공급라인(216) 내에서 오니와 충분히 혼합되고, 균일한 성상이 되어 소각로(214)에 공급된다. 이와 같은 오니와, 폐기물 저유조(211)로부터 폐기물 공급라인(215)을 통해 공급된 폐기물은, 분산판(218) 밑의 바람통(225)으로부터 보내진 공기에 의해 유동하고 있는 사층에서 건조됨과 동시에 승온되어 착화한다. 착화된 폐기물은 프리보드부에서 연소하고, 연소가 완전히 완결된다. 배출가스는 배출가스 처리장치(222)를 통해 굴뚝(224)으로부터 외부로 방출된다. 상기 굴뚝(224)에 설치된 SOx 농도계(220)로부터의 농도검출신호에 기초하여, 굴뚝에서의 SOx 농도가 소정의 범위내가 되도록 제어장치 또는 계기(221)에 의해 유황성분 함유분말의 공급량이 결정된다. 구체적으로는, SOx 농도가 낮아지도록 하려면, 유황성분 함유분말의 공급량을 늘리고, 반대로 SOx 농도가 높아지도록 하려면 유황성분 함유분말의 공급량을 줄인다.
본 태양에 있어서, 굴뚝의 적절한 SOx 농도는, 50∼400ppm 이다. 굴뚝에서의 SOx 농도가 50ppm 미만에서는 다이옥신류 억제의 효과가 충분하지 않고, 400ppm을 넘으면 SOx 농도가 규제치를 달성할 수 없게 된다.
또, 도 11에 도시한 바와 같이, 굴뚝 상류로부터 백연 방지공기가 배출가스라인에 합류하고 있는 등으로 인해, 굴뚝에서의 SOx 농도에 영향을 미치도록 한 경우에는, 예컨대 산소 12% 환산 등을 실시하여 농도를 고려하면 된다. 또, 자동제어를 행하고 있는 경우에는, 이 SOx 농도의 값을 운전 파라메터로 가하면 된다.
또, 이 예에서는 SOx 농도계를 굴뚝에 설치했으나, SOx 농도계를 노(214) 내 또는 노 출구(219)에 설치하고, 노내 또는 노 출구의 SOx 농도가 소정의 범위내, 바람직하게는 어느 경우도 60∼600ppm 으로 되도록 유황성분 함유분말의 공급량을 제어하는 것도 가능하다. 또, 이 도면에서는 소각로로서 유동상식 소각로를 이용한 예를 도시했으나, 이에 한정되지는 않고, 화격자식 소각로 등에 적용하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 태양에 의해, 소각로에서 폐기물과 오니를 혼합연소하는 폐기물 처리에 있어서, 다이옥신류 저감에 효과를 발휘하는 유황성분 농도를 보충하기 위한 유황분말을 안정시켜 효율적으로 공급할 수 있다.
또, 노내, 노 출구 또는 굴뚝에서의 SOx 농도에 기초하여 노내의 연소상황을 판단할 수 있으므로, 다이옥신류 저감을 보다 효율적으로 행하기 위한 안정한 연소조건을 실현하는 유황성분 함유분말의 공급량을 결정할 수 있다.
바람직한 태양 8
본 태양은, 폐기물과 오니 및/또는 유황성분 함유물을 폐기물 소각로에서 혼합연소하는 폐기물의 처리방법에 있어서, 상기 오니 및/또는 유황성분 함유물을 분산하여, 쓰레기 호퍼에 공급하는 것을 특징으로 하는 처리방법을 제공한다.
또 본 태양은, 폐기물과 오니 및/또는 유황성분의 함유물을 폐기물 소각로에서 혼합연소하는 폐기물의 처리장치에 있어서, 오니 및/또는 유황성분 함유물을 분산하여 쓰레기 호퍼에 공급하는 분산공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리장치를 제공한다.
이하, 본 태양을 상세히 설명한다.
본 태양에 있어서, 오니 및 유황성분 함유물은, 이들을 균일하게 분산하여 공급하는 기능을 가지는 분산공급장치에 의해 쓰레기 슈트에 분산공급된다. 분산공급장치로서는, 쓰레기 슈트에 균일하게 오니 및/또는 유황성분 함유물을 균일하게 분산시키는 기능을 구비한 것이면, 특별히 한정되지 않고 임의의 것을 이용할 수 있다. 예컨대, 스크류 컨베이어(screw conveyer), 모노펌프(mono pump), 미끄럼 컨베이어 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
더욱이, 쓰레기 호퍼 내에는, 오니 및/또는 유황성분 함유물을 분산공급하기에 앞서 폐기물이 공급되고 있는 것이 바람직하다.
오니가 분산공급되는 경우에는, 자중에 의해 쓰레기 호퍼 내의 폐기물에 침투하여, 가연물, 수분 등이 평균적으로 분산되고, 폐기물과 균일하게 혼합된다. 유황성분 함유물의 경우에도, 폐기물의 위에 평균적으로 분산되어 폐기물과 균일하게 혼합된다. 또, 폐기물의 노내로의 공급에 맞추어 혼합한 오니 및/또는 유황성분 함유물도 공급되기 때문에, 극히 발열량이 낮은 부분이나, 극히 함수율이 높은 부분 등이 노내에 발생하지 않고, 광범위하게 안정된 연소가 행해져, 매연의 발생도 방지할 수 있다.
오니 및/또는 유황성분 함유물을 분산공급하기 위한 분산공급장치로서는, 이들과 가스를 혼합하여 쓰레기 호퍼에 분산공급하는 분산공급기를 이용하는 것이 바람직하다. 반송가스로서 공기, CO2등을 이용한 분산공급기를 사용하고, 오니 및/또는 유황성분 함유물을 반송가스와 함께, 보다 균일하고도 효과적으로 쓰레기 호퍼에 분산시킬 수 있다.
이러한 분산공급장치로부터 쓰레기 호퍼로의 오니 및/또는 유황성분 함유물의 분산공급은, 쓰레기 크레인(crane)에 의한 쓰레기 호퍼로의 폐기물 투입 시점(timing)과 함께 행해지는 것이 바람직하다. 통상, 쓰레기 피트(pit)에 저유된 폐기물은, 적절히 결정된 소정의 간격으로 쓰레기 크레인에 의해 쓰레기 호퍼로 공급된다. 쓰레기 호퍼에 폐기물이 적은 경우에 오니 및/또는 유황성분 함유물을 계속 공급하면, 소각로 내에는, 이들 만이 공급되는 것으로 되어 버린다. 또, 쓰레기 크레인이 쓰레기 호퍼에 폐기물을 투입하고 있는 때에 오니 및/또는 유황성분 함유물을 동시에 계속 공급하면, 쓰레기 호퍼 주위로 유황성분 함유물이나 폐기물이 산란되는 것으로 생각된다. 그래서, 쓰레기 호퍼로의 폐기물의 투입 시점에 맞추어 분산공급장치를 구동시키면, 효율적으로 오니 및/또는 유황성분 함유물을 적정량 공급할 수 있다.
예를 들면, 다음과 같은 방법으로 분산공급장치를 구동할 수 있다.
(1) 쓰레기 크레인에 의해 쓰레기 호퍼에 폐기물이 공급된 후, 일정량의 오니 및/또는 유황성분 함유물을 분산공급한다.
(2) 쓰레기 호퍼 내의 폐기물의 양을 센서로 감지하고, 오니 및/또는 유황성분 함유물이 균일하게 섞이도록, 그 때의 쓰레기 호퍼내의 폐기물량에 최적량의 오니를 분산공급한다.
(3) 쓰레기 크레인이 쓰레기 호퍼에 폐기물을 투입할 때에는, 오니 및/또는 유황성분 함유물의 공급을 중단한다.
(4) 쓰레기 크레인이 쓰레기 호퍼에 투입하는 폐기물의 중량을 중량센서로 감지하고, 그 중량에 대하여 적정량의 오니 및/또는 유황성분 함유물을, 폐기물 투입후에 분산공급한다.
이들의 방법은 조합하여 행할 수 있다. 또, 상술한 4가지 방법에 한정되지 않고, 다른 방법을 이용하여 쓰레기 호퍼의 폐기물 투입시점에 맞추어 폐기물을 분산공급하는 것도 가능하다.
상술한 방법에 따른 오니 및/또는 유황성분 함유물의 분산공급은, 소각로 운전정지의 적어도 1시간 전에 정지하는 것이 바람직하다. 소각로에서는, 통상, 운전정지의 수시간 전부터 운전조정에 들어가, 폐기물의 투입량을 줄이기 시작한다. 이 사이에 오니 및/또는 유황성분 함유물을 계속해서 공급하면, 다음과 같은 나쁜 상황이 발생한다. 오니를 계속해서 공급하는 경우에는, 전체 발열량이 저하하여 연소상태가 불안정하게 될 것으로 예상된다. 또, 유황성분 함유물을 계속 투입하는 경우에는, 소각로 내에서 유황성분 함유물의 연소비율이 증가하고, 배출가스 중의 SOx 농도가 증가한다.
소각로 운전정지의 적어도 1시간 전까지 오니 및/또는 유황성분 함유물의 분산공급장치에 의한 공급을 정지함으로써, 상술한 바와 같은 나쁜 상황을 피하고, 운전정지에 이를 때까지의 사이에, 소각로의 연소상태가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 12는, 본 발명의 폐기물 처리장치의 일예를 도시하는 개략도이고, 폐기물 소각로의 쓰레기 호퍼 부분을 나타내고 있다. 폐기물은, 쓰레기 크레인(301)으로부터 쓰레기 호퍼(302)에 투입되는 한편, 오니 및/또는 유황성분 함유물은, 오니 및/또는 유황성분 함유물 도입구(305)로부터 컨베이어(304)를 통해, 쓰레기 호퍼 내의 폐기물 위로 분산된다.
오니는, 그 후 자중에 의해 쓰레기 호퍼(302) 내의 폐기물에 침투하여, 가연성분이나 수분 등이 평균적으로 서로 혼합된다. 유황성분 함유물도 역시, 쓰레기 호퍼 내의 폐기물 위로 평균적으로 분산되어 균일하게 서로 혼합되고, 경우에 따라서는, 그 후, 폐기물의 노내로의 공급에 맞추어 서로 혼합된 유황성분 함유물도 공급된다. 이렇게 하여, 오니 및/또는 유황성분 함유물은, 폐기물과 함께 쓰레기 슈트(303)로부터 노내(미도시)로 공급되어간다.
도 13은, 본 발명의 폐기물 처리장치의 다른 예를 도시한 개략도이고, 폐기물 소각로의 쓰레기 호퍼 부분을 나타내고 있다. 도 12에 도시한 처리장치와 마찬가지로, 폐기물은, 쓰레기 크레인(301)으로부터 쓰레기 호퍼(302)로 투입된다. 한편, 오니 및/또는 유황성분 함유물은, 오니 및/또는 유황성분 함유물 도입구(5)로부터 도입되고, 반송가스 공급구(307)로부터 공급된 반송가스와 함께 분산공급기(306)로부터 반송되어, 쓰레기 호퍼(302)로 분산공급된다. 이렇게 하여, 오니 및/또는 유황성분 함유물은, 쓰레기 호퍼(302) 내의 폐기물 위로 효율적이고 광범위하게 분산된다. 이 때, 반송가스로서는, 공기, CO2, 질소 등 외, 배출가스 재순환가스 등을 이용할 수 있고, 그 유량도, 오니 및/또는 유황성분 함유물을 분산할 수 있는 범위이면 특별히 한정되지 않는다.
오니는, 그 후, 자중에 의해 쓰레기 호퍼(302) 내의 폐기물에 침투하여, 가연성분이나 수분 등이 평균적으로 서로 혼합되고, 유황성분 함유물도 역시, 쓰레기 호퍼 내의 폐기물 위로 평균적으로 분산되어 균일하게 서로 혼합된다. 이렇게 하여, 오니 및/또는 유황성분 함유물은, 폐기물과 함께 쓰레기 슈트(303)로부터 노내(미도시)로 공급되어간다.
본 태양에 있어서, 폐기물과 혼합연소되는 오니로서는, 하수처리와 함께 발생하는 하수오니, 소변오니, 유기성 배수를 활성오니 처리할 때 발생하는 오니, 유기물을 포함한 배수를 고액분리할 때 발생하는 오니, 하천 준설시등에 폐쇄성수역에서 발생하는 오니, 그 외 하수처리의 과정에서 발생하는 오니 등, 임의 종류의 오니를 이용할 수 있다. 오니의 함수율도 특히 한정되지는 않고, 10∼90 % 에 이르는 통상의 범위에서 수분을 함유하는 오니를 사용할 수 있다.
또, 유황성분 함유물로서는, 유황분말, 산업폐기물 폐수(유황성분을 포함하기 때문에), 폐타이어 등의 고무계 폐기물 등, 임의의 유황성분 함유물을 이용할 수 있다. 다만, 폐타이어 등의 고무계 폐기물을 이용하는 경우에는, 발열량을 고려하여 운전할 필요가 있다.
더욱이, 상술한 바와 같은 오니와 유황성분 함유물을 조합하여 이용할 수도 있다.
본 태양에 있어서, 소각로의 방식은 전혀 한정되지 않고, 유동상식 소각로, 화격자식 소각로, 키른(kiln)식 소각로 등, 임의의 소각로에 적용하여 폐기물과 오니 및/또는 유황성분 함유물을 혼합연소할 수 있고, 또 연소실 온도도 통상의 범위로 할 수 있다.
이하, 구체적 예를 도시하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
(실시예 1)
폐기물 소각로로서 화격자식 소각로를 이용하고, 폐기물로서 도시쓰레기와 오니를 본 발명의 방법에 의해 혼합연소하여 처리했다.
우선, 오니와 공기를 혼합하고, 오니를 분산시키는 기능을 가지는 분산공급기를 이용하여 미리 폐기물이 투입되어 있는 쓰레기 호퍼에 오니를 공급했다. 이 때, 오니를 반송하는 반송가스로서는 CO2를 이용했다. 도시쓰레기는 2,300kcal/kg, 오니의 함유율은 80%이다. 건조단 온도를 700∼850℃, 연소실 온도를 850∼1,000℃로 변화시켜 도시쓰레기와 오니를 혼합연소했다.
그 결과, 도시쓰레기와 오니를 따로따로 슈트로부터 노내에 투입할 경우와 비교하여, 평균 CO농도는 절반이하로 되고, 다이옥신류 농도도 30% 줄어들었다. 소각 중, 안정한 조건에서 노를 운전할 수 있고, 배출가스농도나 재의 상태에서 이상(異常)은 관찰되지 않았다.
(실시예 2)
폐기물 소각로로서 화격자식 소각로를 이용하고, 폐기물로서 도시쓰레기와 유황성분 함유물을 본 발명의 방법에 의해 혼합연소하여 처리했다.
우선, 유황성분 함유물로서 유황분말을 사용하고, 유황성분 함유물을 분산시키는 기능을 가지는 분산공급기를 이용하여, 미리 폐기물이 투입되어 있는 쓰레기 호퍼에 유황성분 함유물을 공급했다. 이 때, 유황성분 함유물을 반송하는 반송가스로는 CO2를 이용했다. 도시쓰레기는 2,300kca/kg, 유황성분 함유물의 함유율은 80%이다. 건조단 온도를 700∼850℃, 연소실 온도를 700∼1,000℃로 변화시켜 도시쓰레기와 유황분말을 혼합연소했다.
그 결과, 도시쓰레기와 유황분말을 각각의 슈트로부터 노내로 투입할 경우와 비교하여, 평균 CO농도는 절반이하로 되고, 다이옥신류 농도도 20% 줄어들었다. 소각 중, 안정한 조건에서 노를 운전할 수 있고, 배출가스농도나 재의 상태에서도 이상(異常)은 관찰되지 않았다.
이상 설명한 바와 같이 본 태양에 따르면, 소각로 내의 소각상태를 일정하게 유지하여 오니 및/또는 유황성분 함유물과 도시쓰레기 등의 폐기물을 효율적으로 혼합연소하고, 배출가스 중의 다이옥신류 농도를 저감시킬 수 있는 폐기물의 처리방법 및 처리장치가 공급된다.
본 태양을 이용함으로써, 오니 및/또는 유황성분 함유물과 폐기물을 균일하게 쓰레기 호퍼에 공급할 수 있으므로, 노내에 있어서도 이들은 균일하게 공급된다. 따라서, 소각로 내에서는 극히 발열량이 낮은 영역을 발생시키지 않고 안정하게 연소가 진행하고, 그 결과, 배출가스 중의 다이옥신류의 발생을 효율적으로 저감시키는 것이 가능하게 되었다.
본 태양에 의해, 종래의 유동상식 소각로 만이 아니고, 화격자식 소각로등 임의 방식의 소각로에 오니 및/또는 유황성분 함유물의 혼합연소를 적용시키는 것이 가능하므로, 그 공업적 가치는 크다.
바람직한 태양 9
본 태양은, 폐기물과 오니 및/또는 유황성분 함유물을 화격자를 이용한 폐기물 소각로에서 혼합연소하는 폐기물의 처리방법에 있어서, 상기 오니 및/또는 유황성분 함유물을 분산하여, 건조단 화격자 위로 공급하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리방법을 제공한다.
또, 본 태양은, 폐기물과 오니 및/또는 유황성분 함유물을 화격자를 이용한 폐기물 소각로에서 혼합연소하는 폐기물의 처리장치에 있어서, 상기 오니 및/또는 유황성분 함유물을 분산하여 건조단 화격자 위로 공급하는 분산공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리장치를 제공한다.
이하, 본 태양을 상세히 설명한다.
본 태양에 있어서, 오니 및/유황성분 함유물은, 이들을 균일하게 분산하여 공급하는 기능을 가지는 분산공급장치에 의해, 화격자식 소각로의 건조단 화격자 위로 분산공급된다. 분산공급장치로는, 건조단 화격자 위로 균일하게 오니 및/또는 유황성분 함유물을 균일하게 분산시키는 기능을 구비한 것이면, 특별히 한정되지 않고 임의의 것을 이용할 수 있다.
오니가 분산공급되는 경우에는, 자중에 의해 건조단 화격자 위에서 건조가 계속되고 있는 폐기물과 혼합됨과 동시에 오니 자체도 건조되고, 이윽고 착화한다. 유황성분 함유물의 경우도, 건조단 화격자 위에서 건조가 계속되는 폐기물의 위로 균일하게 분산되고, 폐기물과 함께 건조되어 연소를 개시한다. 그 때문에, 부분적으로 온도가 낮은 영역을 형성하지 않고 안정한 연소가 행해진다. 오니는 폐기물과 균일하게 혼합되므로, 화격자의 압입(押入) 공기공(空氣孔) 등의 틈으로부터, 소각되는 앞의 오니가 화격자 밑의 재(灰) 슈트로 낙하해 버리는 일도 없다.
오니 및/또는 유황성분 함유물을 분산공급하기 위한 분산공급장치로는, 이들과 가스를 혼합하여 건조단 화격자 위로 분산공급하는 분산공급기를 이용하는 것이 바람직하다. 분산공급기를 이용하고, 반송가스로서 공기, CO2등을 이용함으로써, 건조단 화격자 위로 오니 및/또는 유황성분 함유물을 균일하면서도 효과적으로 분산시킬 수 있다. 또, 본 발명에 있어서는, 건조단 화격자 위에 오니 및/또는 유황성분 함유물이 분산공급되지만, 노내 고온부에 의해 분산공급기의 표면온도가 높아지는 경우에는, 냉각구조를 분산공급기의 외측에 설치하는 것이 바람직하다.
건조단 화격자 위로의 오니 및/또는 유황성분 함유물의 분산공급은, 소각로 운전정지의 적어도 1시간 전에 정지하는 것이 바람직하다. 소각로에서는, 통상, 운전정지의 수시간 전부터 운전조정에 들어가, 폐기물의 투입량을 줄이기 시작한다. 이 사이에 오니 및/또는 유황성분 함유물을 계속 공급하면, 다음과 같은 나쁜 상황이 발생한다. 오니를 계속 공급하는 경우에는, 전체의 발열량이 저하하여 연소상태가 불안정하게 되는 것이 예상된다. 또, 유황성분 함유물을 계속 투입하는 경우에는, 소각로 내에서 유황성분 함유물의 연소비율이 증가하고, 배출가스 중의 SOx 농도가 증가한다.
소각로 운전정지의 적어도 1시간 전까지 오니 및/또는 유황성분 함유물의 분산공급장치에 의한 공급을 정지함으로써, 상술한 바와 같은 나쁜 상황을 피하고, 운전정지에 달할 때까지의 사이, 소각로의 연소상태가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 14는, 본 발명의 화격자식 폐기물 소각로의 일예를 도시하는 개략도이다. 쓰레기 호퍼(401)에 투입되는 폐기물은, 쓰레기 슈트(402)를 통해 건조단 화격자(403)로 보내진다.
한편, 오니 및/또는 유황성분 함유물은, 오니 및/또는 유황성분 함유물 도입구(408)로부터 도입되고, 반송가스 공급구(409)로부터 공급되는 반송가스와 함께 분산공급기(407)로부터 반송되어, 건조단 화격자(403) 위로 분산공급된다. 이렇게 하여, 오니 및/또는 유황성분 함유물은, 건조단 화격자(403) 위의 폐기물 위에 효율적이고 광범위하게 분산된다. 이 때, 반송가스로는, 공기, CO2, 질소 등 외, 배출가스 재순환가스 등을 이용할 수 있고, 그 유량은, 오니 및/또는 유황성분 함유물을 분산시키는데 충분한 양으로서, 노내의 연소에 영향을 미치지 않는 양인 것이 바람직하다.
또, 도시하는 소각로에서, 오니 및/또는 유황성분 함유물을 건조단 화격자(403)에 분산공급하는 분산공급기(407)는, 폐기물이 이동하는 방향으로 설치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 방향과 직교하는 방향으로 분산공급기를 설치하고, 동일하게 오니 및/또는 유황성분 함유물을 건조단 화격자(403) 위로 분산공급할 수도 있다.
오니는, 그 후, 자중에 의해 건조단 화격자(403) 위의 폐기물로 침투하여, 가연성분 이나 수분 등이 평균적으로 혼합되고, 유황성분 함유물도 역시, 건조단 화격자 위의 폐기물 위로 평균적으로 분산되어 균일하게 혼합된다. 이와같이 하여, 오니 및/또는 유황성분 함유물은, 밑으로부터 들여보내진 공기(406)와 노내의 복사열에 의해 폐기물과 함께 건조되어 승온ㆍ착화한다. 연소를 개시하면, 오니 및/또는 유황성분 함유물은, 폐기물과 함께 연소단 화격자(4)에 수송되어, 밑으로부터 보내져 들어간 연소공기(306)에 의해 연소한다. 미연소성분은, 후연소단 화격자(405) 위로 보내져 완전히 연소하고, 연소후에 남은 재는, 주재(主灰) 슈트(410)로부터 외부로 취출된다.
연소는 주연소실(411)에서 행해지고, 연소배출가스(노내가스)는, 2차 연소실(412)에서 2차적인 연소가 행해져서 미연소성분이 완전히 연소한다. 그 후, 연소배출가스는 노외로 배출되어 배출가스 처리설비(미도시) 등의 후단(後段)으로 보내진다.
본 태양에 있어서 폐기물과 혼합연소되는 오니로서는, 하수처리와 함께 발생하는 하수오니, 소변오니, 유기성 배수를 활성오니 처리할 때에 발생하는 오니, 유기물을 포함한 배수를 고액분리할 때 발생하는 오니, 하천 준설시 등에 폐쇄성수역에서 발생하는 오니, 그 외 하수처리의 과정에서 발생하는 오니 등, 임의 종류의 오니를 이용할 수 있다. 오니의 함수율도 특히 한정되지 않고, 10∼90%에 이르는 통상의 범위에서 수분을 함유하는 오니를 사용할 수 있다.
또, 유황성분 함유물로는, 분말상, 액상, 고체상 등 임의 유황성분 함유물을 이용할 수 있으나, 반송하기 쉽고, 또 폭발 등의 위험성이 없는 것이 바람직하다.
더욱이, 상술한 바와 같은 오니와 유황성분 함유물을 조합하여 이용할 수도 있다.
본 태양에 있어서는, 건조단 온도나 연소실 온도는 특히 한정되지 않는다. 통상 범위의 건조단 온도나 연소실 온도에서, 효율적으로 오니 및/또는 유황성분 함유물과 폐기물을 혼합연소할 수 있다.
이하, 구체적인 예를 도시하여 본 태양을 한층 상세히 설명한다.
(실시예 1)
도 14에 도시한 바와 같은 화격자식 소각로를 이용하고, 폐기물로서 도시쓰레기와 오니를 본 태양의 방법에 의해 혼합연소시켜 처리했다.
우선, 오니와 질소를 혼합하고, 오니를 분산시키는 기능을 가지는 분산공급기를 이용하여 건조단 화격자 위에 오니를 공급했다. 이 때, 오니를 반송하는 반송가스로는 CO2를 이용했다. 도시쓰레기는 2,000kcal/kg, 오니의 함유율은 80%이다. 건조단 온도를 700∼850℃, 연소실 온도를 850∼1,000℃ 로 변화시켜서 도시쓰레기와 오니를 혼합연소했다.
그 결과, 도시쓰레기와 오니의 혼합연소를 행하지 않았던 경우와 비교하여, 평균 CO농도는 절반 이하가 되고, 다이옥신류의 농도 평균치도 70% 줄어들었다. 소각 중에, 안정된 조건에서 노를 운전할 수 있고, 배출가스농도나 재의 상태에서도 이상은 발견되지 않았다.
(실시예 2)
도 14에 도시한 바와 같은 화격자식 소각로를 이용하여, 폐기물로서의 도시쓰레기와 유황성분 함유물을 본 발명의 방법에 의해 혼합연소하여 처리했다.
우선, 유황성분 함유물로서 유황분말을 이용하고, 유황성분 함유물을 분산시키는 기능을 가지는 분산공급기를 이용하여, 건조단 화격자 위에 유황성분 함유물을 공급했다. 이 때, 유황성분 함유물을 반송하는 반송가스로는 CO2를 이용했다. 도시쓰레기는 일반적인 조성을 가지는 것이다. 통상의 시험조건에 있어서, 도시쓰레기와 유황분말을 혼합연소했다.
그 결과, 도시쓰레기와 유황성분 함유물의 혼합연소를 행하지 않은 경우와 비교하여, 평균 CO농도는 절반이하가 되고, 다이옥신류 농도 평균치도 50% 줄어들게 되었다. 소각 중, 안정된 조건으로 노를 운전시킬 수 있고, 배출가스농도나 재의 상태에 이상은 발견되지 않았다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 화격자식 소각로 내의 연소상태를 일정하게 유지하여 오니 및/또는 유황성분 함유물과 도시쓰레기 등의 폐기물을 효율적으로 혼합연소하고, 배출가스 중의 다이옥신류 농도를 저감시킬 수 있는 폐기물의 처리방법 및 처리장치가 공급된다.
본 태양을 이용함으로써, 오니 및/또는 유황성분 함유물과 폐기물을 균일하게 건조단 화격자 위에 공급할 수 있으므로, 소각로 내에 있어서도 극히 발열량이 낮은 영역을 발생시키지 않고 안정되게 연소가 진행하여, 그 결과, 배출가스 중의 다이옥신류의 발생을 효율적으로 저감시킬 수 있었다.
본 태양에 의해, 화격자식 소각로에 오니 및/또는 유황성분 함유물의 혼합연소를 적용시키는 것이 가능하여, 그 공업적 가치가 크다.
바람직한 태양 10
본 태양에 있어서, 본 발명자들은, 폐기물을 소각처리하는 각종의 시험을 실시한 과정에 있어서, 폐기물과 하수오니 등의 오니류를 혼합연소할 때, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 낮아지는 것을 발견했다. 이 때문에, 본 발명자들은, 오니의 혼합연소에 따른 다이옥신류의 저감효과가 어떻게 해서 얻어지는 것인가에 관해서, 여러가지의 검토를 행하였다.
폐기물의 소각에 의해 다이옥신류가 발생하는 주된 원인의 하나로서, 산소부족의 분위기에서 폐기물을 연소시키는 것이 알려져 있고, 이 상태에서의 연소조건은, 소각로에 장입된 폐기물이 가열되어 승온하는 초기 연소단계의 조건에 상당한다. 이것으로부터 생각하면, 초기 연소단계에서, 오니가 열분해한 생성물질이 다이옥신류의 생성을 억제하는 작용을 하고 있는 것으로 생각된다.
그래서, 일반적인 오니로는, 질소성분이 2∼10wt%(건조량 기준) 포함되어 있으므로, 다이옥신류의 생성을 억제하는 물질은 오니 중의 질소 함유성분이 열분해한 것으로 생각하여, 실험을 행하였다. 실험에서는, 폐기물에 질소화합물을 첨가하여 소각한 결과, 연소배출가스 중의 다이옥신류가 감소하는 것이 확인되었다. 이로부터, 다이옥신류의 생성을 억제하는 물질은, 오니 중의 질소함유성분이 열분해할 때에 생성하는 암모니아(NH3)나 NH2기(基)를 가지는 화합물인 것으로 판단된다.
질소함유성분의 열분해 생성물이 다이옥신류의 생성을 억제하는 메카니즘은 분명하지는 않으나, 이들 물질은 다이옥신류 생성의 촉매가 되는 동(銅)이나 그 외의 물질에 대한 피독작용을 가지는 것으로 생각된다. 이 피독작용이, 다이옥신류 생성을 억제하는 효과를 가져오는 하나의 원인으로 생각된다.
이와 같이, 오니의 열분해 생성물인 상기와 같은 질소화합물이 폐기물 소각시에서의 다이옥신류 생성을 억제하는 작용을 하기 때문에, 폐기물에 질소화합물을 첨가하여 소각하면, 다이옥신류의 생성이 억제되는 것으로 판명되었다.
더욱이, 본 태양에 있어서, 소각로 출구 이후의 배출가스 유로에서 다이옥신류가 생성되는 문제에 관해서도 검토하고, 후술하는 바와 같이, 그 생성을 억제하는 방법을 발견해 내었다. 배출가스 유로에 있어서는, 비산재(飛灰) 중에 있는 입자의 성분이 촉매가 되어, 미연소의 방향족화합물과 염소와의 반응이 진행되고, 다이옥신류가 생성되게 되어 있다. 그래서, 이 경우에 관해서도, 소각로 출구 이후의 배출가스 유로에 질소화합물을 취입하는 시험을 행한 결과, 연소배출가스 중의 다이옥신류가 감소하는 것이 확인되었다. 이것은, 소각로에 질소화합물을 장입한 경우와 마찬가지로, 배출가스 유로에 취입된 질소화합물이 다이옥신류의 생성을 억제하는 것으로 생각된다.
이와 같이, 소각로에 질소화합물을 장입하고, 더욱이 배출가스 유로로도 질소화합물을 장입하면, 2개 구역에서 생성되는 다이옥신류의 양이 각각 감소하고, 연소배출가스 중의 다이옥신류를 한층 저감시킬 수 있다. 본 태양은, 상기와 같은 시험과 검토의 결과에 기초한 식견에 의해 안출된 것이다.
본 태양 중, 첫째는, 폐기물에 질소화합물을 첨가하여 소각로에 장입하고, 소각로 출구 이후의 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다.
이 태양에 있어서는, 소각로에 장입하는 폐기물과 연소배출가스 유로의 배출가스 중에 질소화합물을 장입함으로써, 전술한 바와 같이, 소각로내 및 연소배출가스 유로의 2구역에서 다이옥신류 생성이 억제된다. 따라서, 연소배출가스 중의 다이옥신류를 대폭 감소시킬 수 있다.
또, 본 태양에 있어서, 소각로의 출구로는 2차 연소실의 출구를 가리키는 것으로 한다.
또, 오니로는, 하수오니, 소변오니, 유기성배수를 활성오니 처리할 때에 발생하는 오니, 유기물을 포함한 배수를 고액분리할 때에 발생하는 오니, 폐쇄성수역의 하천을 준설할 때에 발생하는 오니 등을 가리킨다.
또, 질소화합물로는, 질소를 함유하는 유기화합물 또는 무기화합물을 가리킨다. 바람직한 질소화합물의 구체적인 예로는, 암모니아나 요소(尿素) 등의 저렴한 화합물을 든다. 질소화합물은 기체, 액체, 고체, 또는 수용액 등의 형태로 사용이 가능하지만, 첨가하는 구역에 의해, 적절한 형태의 것이 선정된다.
본 태양 중, 둘째는, 폐기물과 함께 오니를 소각로에 장입하고, 소각로 출구 이후의 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다.
이 발명에 있어서는, 폐기물과 함께 오니의 소각을 행한다. 오니의 소각에 의해 다이옥신류의 생성을 억제하는 효과가 얻어진다. 그리고, 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입함으로써, 소각로내 및 연소배출가스 유로에서의 다이옥신류의 생성이 억제된다. 또, 폐기물과 오니의 소각은, 일반적으로, 각각 전용(專用) 소각설비에서 별개로 행해지지만, 폐기물과 오니를 함께 소각처리 함으로써, 한층 설비비, 운전비가 절감된다는 장점(merit)을 누릴 수 있다.
본 태양 중, 셋째는, 폐기물과 오니를 소각로에 장입할 때, 폐기물 및/또는 오니에 질소화합물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다.
이 태양에 있어서는, 소각로에 장입하기 전의 폐기물 또는 오니, 혹은 그 양쪽에 질소화합물을 첨가한다. 소각처리되는 하수오니 등의 오니류는 탈수처리된 것이라도, 극히 다량의 수분(65∼90wt%)을 함유하는 점토상 물질이므로, 이 탈수오니를 다량으로 장입하면, 소각로 내의 연소상태가 불량해진다. 이 때문에, 소요량의 질소성분을 공급하기 위한 오니를 장입할 수 없는 것이다. 이와 같은 경우에, 발명에서는, 별도로, 질소화합물을 첨가하여 부족한 질소성분을 보충함으로써, 연소상태를 정상인 상태로 유지하면서, 소각로 내에서 생성되는 다이옥신류를 대폭으로 감소시킬 수 있다.
또, 폐기물 소각설비에 있어서, 폐기물과 오니를 혼합연소하면, 전술한 바와 같은 비용절감의 장점이 발생한다.
본 태양 중, 넷째는, 소각로에 장입하는 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 수단이 설치되고, 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입하는 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 상태에 따르면, 폐기물에 질소화합물을 첨가할 수 있으므로, 소각로 내에서의 다이옥신류의 생성량을 감소시킬 수 있다. 또, 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 불어넣을 수 있으므로, 배출가스 유로에서의 다이옥신류의 생성량을 감소시킬 수 있다.
본 태양 중 다섯째는, 소각로로 오니를 장입하는 수단이 설치되고, 이 오니 장입수단에 질소화합물을 첨가하는 수단이 부가되며, 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입하는 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 태양에 따르면, 소각로에 오니를 장입할 수 있으므로, 소각로 내에서의 다이옥신류 생성이 억제된다는 효과를 가져온다. 또, 오니에 첨가하여 질소화합물을 장입할 수 있으므로, 장입하는 오니 중의 질소성분 만으로는 다이옥신류의 생성억제효과가 불충분한 경우에, 소각로에 장입하는 질소성분을 보충할 수 있다. 더욱이, 폐기물과 오니의 혼합연소에 의한 비용절감의 장점이 얻어진다.
본 태양 중, 상기의 각 태양에 있어서, 연소배출가스 유로에서의 질소화합물의 취입구역은, 소각로의 출구로부터 굴뚝까지의 범위이면 되지만, 특히, 촉매성분을 함유하는 비산재를 포착하기 전, 즉 집진기보다 상류 구역인 것이 바람직하다.
도 15는 본 태양의 실시형태에 관한 제1의 예를 도시하는 설명도이다. 이 도면에 도시한 소각설비는 화격자식 소각로를 구비한 것으로서, 도면 중, 510은 화격자식 소각로, 511은 도시쓰레기 등의 폐기물을 노내로 장입하기 위한 폐기물 호퍼, 515는 배출가스 처리공정이다. 배출가스 처리공정(515)은, 보일러, 가스쿨러 등에 의한 가스 냉각, 산성가스제거, 및 집진등을 행한다.
그리고, 소각로(510)의 부대설비로서, 소각로(510)로 장입되는 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 수단(550)이 설치되어 있다. 이 질소화합물의 첨가수단(550)은 질소화합물의 일종인 요소 수용액의 저조(貯槽)(551), 요소공급펌프(552), 요소분무노즐(553)을 가지는 구성으로 되어 있다, 또 배출가스 처리공정(515)의 부대설비로서, 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입하는 수단(570)이 설치되어 있다. 이 질소화합물 취입수단(570)은, 암소니아가스 홀더(571), 유량조절계(572), 및 도시되지 않은 분무노즐을 가지는 구성으로 되어 있다.
소각로의 연소실(512)에는, 각각 반송기능을 가지는 건조단 화격자(513a), 연소단 화격자(513b), 후연소단 화격자(513c)가 계단식으로 설치되어 있다. 이와 같이 하여, 연소실(512) 내는, 주로 장입된 폐기물을 건조하는 구역(건조대), 건조된 폐기물을 연소시키는 구역(연소대), 연소상태로 보내져 온 것을 재로 만든 후 연소를 행하는 구역(후연소대)으로 구분되게 되어 있다.
상기의 구성에 따른 쓰레기 소각설비에 있어서, 폐기물 호퍼(511)에 폐기물이 투입되고, 그 페기물 위에, 요소분무노즐(553)로부터 요소수용액이 분무된다. 요소가 첨가된 폐기물은, 폐기물 호퍼(511)로부터 연소실(512) 내로 들여보내진다. 소각로(512) 내에서는, 장입된 폐기물이 상기 각 화격자 위로 반송됨과 동시에, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재로 되어, 배출된다. 이 때, 상류측의 화격자에서는 연소용 공기의 공급량이 억제된 운전이 행해지므로, 건조단 화격자(513a)(건조대) 및 연소단 화격자(513b)(연소대)의 일부에서는, 산소부족 상태에서 연소가 행해진다. 이와 같이 불완전연소가 행해지면, 종래기술에서는, 방향족화합물과 염소와의 반응이 일어나 다이옥신류가 생성하기 쉬워지지만, 이 실시형태에서는, 폐기물에 첨가된 요소가 열분해하여 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되므로, 상기 다이옥신류의 생성반응이 억제된다.
연소실(512) 내에서 발생한 연소배출가스는, 건조단 화격자(513a) 및 연소단 화격자(513b)의 일부에서 생성된 가연성가스를 포함하고 있으므로, 2차연소실(514)에서, 공기를 취입함으로써, 가연성가스를 연소시키는 2차 연소처리가 행해진다.
다음, 2차 연소실(514)로부터 배출된 연소배출가스는, 배출가스 처리공정(515)으로 보내지고, 냉각처리, 유해가스 제거처리, 제진처리가 행해진 후, 굴뚝(516)으로부터 방산된다. 이 때, 상기와 같은 여러가지 배출가스처리가 행해지는 장치, 또는 각 장치를 접속하고 있는 굴뚝 안으로, 가스홀더(571)로부터 공급되는 암모니아 가스가 취입된다. 이 암모니아 가스의 취입에 의해, 연소배출가스 유로에서 생성하는 다이옥신류가 감소된다.
상기와 같이, 소각로와 배출가스 유로에 질소화합물을 장입함으로써, 소각로와 배출가스유로의 502 구역에서 생성하는 다이옥신류의 양을 감소시킬 수 있다.
도 16은 본 태양의 실시형태에 관한 제2예를 나타낸 설명도이다. 도16에 있어서, 도 15와 동일 구성부분에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 이 실시형태에서는, 소각로의 부대설비로서, 새로이 오니 공급수단이 설치되어 있어, 폐기물 호퍼(511) 내로 폐기물과 함께 오니를 투입할 수 있게 되어 있다. 도면 중, 540은 오니 공급기이다. 또, 배출가스 처리공정의 부대설비로서, 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입하는 질소화합물 취입수단(570)이 설치되어 있다.
상기 구성에 따른 쓰레기 소각설비에 있어서, 폐기물 호퍼(511)로 투입된 폐기물과 오니가 연소실(512) 내로 들여보내진다. 소각로(512) 내에서는, 폐기물과 오니가, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재로 되어, 배출된다. 이 때, 전술한 바와 같이, 건조과정 혹은 연소과정의 초기에 있어서, 폐기물과 함께 장입된 오니 중의 질소함유성분이 열분해하여 암모니아(NH3)나 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되고, 상기 다이옥신류의 생성반응이 억제된다. 이 때문에, 연소실(512)에서 발생한 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 줄어든다.
연소실(512) 내에서 발생한 연소배출가스는, 도 15의 설비의 경우와 마찬가지로, 2차 연소실(514)을 통해 배출가스 처리공정(15)으로 보내지고, 여기서, 가스홀더(571)로부터 공급되는 암모니아 가스가 취입된다. 이 암모니아 가스의 취입에 의해, 연소배출가스의 유로에서 생성되는 다이옥신류가 감소된다.
상기한 바와 같이, 소각로에 폐기물과 함께 오니를 장입하고, 배출가스 유로에 질소화합물을 취입함으로써, 소각로와 배출가스유로의 2구역에서 다이옥신류의 생성이 억제된다.
도 17은 본 태양의 실시형태에 관한 제3예를 도시한 설명도이다. 도17에서, 도 15 또는 도 16과 동일 구성부분에 관해서는, 동일부호를 부여하고 설명을 생략한다. 이 실시형태에서는, 도 16의 구성에 더하여, 오니 공급기(540)에 질소화합물을 첨가하는 질소화합물 첨가수단(560)이 부설되어 있다. 질소화합물 첨가수단(560)은, 요소분말을 저유(貯留)하는 호퍼(561), 요소공급기(562)를 가지는 구성으로 되어 있다. 또, 배출가스 처리공정의 부대설비로서, 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입하는 질소화합물 취입수단(570)이 설치되어 있다.
상기의 구성에 의한 소각설비에 있어서는, 폐기물 호퍼(511)에 폐기물이 투입되고, 또, 오니 공급기(540)로부터 오니가 공급된다. 오니의 공급에 즈음해서는, 요소(尿素)공급기(552)로부터 오니 공급기(540)로 요소분말이 공급되고, 이 요소가 혼합된 오니가 폐기물 호퍼(511)로 투입된다. 다음, 요소가 첨가된 오니와 폐기물은, 연소실(512) 내로 들여보내진다.
소각로(512) 내에 있어서는, 폐기물과 오니가, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재로 되어, 배출된다. 이 때, 전술한 바와 같이, 건조과정 혹은 연소과정의 초기에 있어서, 폐기물과 함께 장입된 오니 중의 질소함유성분과 별도로 첨가된 요소(尿素)가 열분해하여 암모니아(NH3)나 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되고, 상기 다이옥신류의 생성반응이 억제된다. 이 때문에, 연소실(512)에서 발생한 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 대폭 줄어든다.
연소실(512) 내에서 발생한 연소배출가스는, 도 1 설비의 경우와 마찬가지로, 2차 연소실(514)을 통해 배출가스 처리공정(515)으로 보내지고, 여기서, 가스홀더(571)로부터 공급되는 암모니아가스가 취입된다. 이 암모니아 가스의 취입에 의해, 연소배출가스 유로에서 생성되는 다이옥신류가 감소한다.
상기와 같이, 소각로에 오니를 장입할 때에, 요소를 첨가하고, 소각로(510)에 장입하는 질소성분을 증가시킴으로써, 소각로 내에서 생성되는 다이옥신류를 한층 감소시킬 수 있다.
도 18은 본 태양의 실시형태에 관한 제4예를 도시한 설명도이다. 이 도면에 도시한 소각설비는 유동상식 소각로를 구비한 것으로서, 도면 중, 520은 유동상식 소각로, 530은 폐기물 공급기, 540은 오니 공급기이다. 또, 526은 보일러, 가스쿨러 등에 의한 가스냉각, 산성가스제거, 및 집진 등을 행하는 배출가스 처리공정이다.
유동상식 소각로(520) 내부는, 조업시에 바람통(521)으로부터 취입되는 공기에 의해 유동층이 형성되는 유동층부(523)와 그 위의 프리보드부(524)로 구분되게 되어 있다. 프리보드부(524)에는 2차 연소용 공기를 취입하는 노즐(525)이 설치되어 있다.
그리고, 배출가스 처리공정(526)의 부대설비로서, 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입하는 수단(570)이 설치되어 있다. 질소화합물 취입수단(570)은 암모니아 가스의 홀더(571), 유량조절계(572), 및 도시되지 않은 분무노즐을 가지는 구성으로 되어 있다.
상기 구성에 의한 쓰레기 소각설비에 있어서, 폐기물 공급기(530)로부터 소각로(520)로 폐기물이 장입되고, 오니 공급기(540)로부터 오니가 장입된다. 장입된 폐기물과 오니는 유동층 중에서 건조되면서 승온하여 연소된다. 유동층 내에는, 공기의 취입량이 억제되어 있으므로, 본래, 종래기술에서는, 다이옥신류가 생성되기 쉬운 연소상태로 되어 있다. 그러나, 이 실시형태에서는, 폐기물과 함께 장입된 오니 중의 질소함유성분이 열분해되어, 암모니아(NH3)나 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되므로, 상기 다이옥신류의 생성반응이 억제된다.
유동층부(523)에서 발생한 연소배출가스 중에는 CO, CH4등의 가연성 가스가 포함되어 있으므로, 프리보드부(524)에서, 노즐(525)로부터 공기를 취입하고, 가연성 가스를 연소시키는 2차 연소처리가 행해진다. 소각로(20)로부터 배출된 연소배출가스는, 배출가스 처리공정(526)으로 보내져, 냉각처리, 유해가스 제거처리, 제진처리가 행해진 후, 굴뚝(527)으로부터 방산된다. 이 때, 상기한 바와 같은 여러 배출가스 처리가 행해지는 장치, 또는 각 장치를 접속하고 있는 굴뚝 내로, 가스홀더(571)로부터 공급되는 암모니아 가스가 취입된다. 이 암모니아 가스의 취입에 의해, 연소배출가스의 유로에서 생성되는 다이옥신류가 감소한다.
상기한 바와 같이, 소각로로 폐기물과 함께 오니를 장입하고, 프리보드부의 2차 연소가 행해지기 전의 구역에 질소화합물을 취입함으로써, 연소배출가스 중의 다이옥신류가 대폭 감소한다.
또, 도 15∼도 18에서는, 화격자식 소각로 또는 유동상식 소각로를 구비한 폐기물의 소각설비가 도시되어 있지만, 본 태양이 적용할 수 있는 소각로는 상기 2개의 형식에 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 키른식이라도 좋다.
또, 도 15∼도 17에서는, 화격자식 소각로로서, 화격자가 계단식으로 배치된 구조가 도시되어 있으나, 본 태양은, 그 구조가 계단식에만 적용된다는 뜻은 아니며, 노내에 건조대의 기능을 가지는 부분이 설치되어 있는 것이면 적용 가능하다.
또, 도 15의 설비에 있어서는, 소각로에 장입하는 상기 피소각물에 첨가하는 요소가 수용액 상태로 폐기물에 첨가되고, 도 17의 설비에 있어서는, 요소가 분말 상태로 첨가되고 있지만, 본 발명에서는, 첨가할 때의 질소화합물의 상태가 한정되는 것은 아니다. 질소화합물을 폐기물에 첨가하는 경우에는, 부피가 큰 다량의 폐기물에 소량의 질소화합물이 가능한 한 편중되지 않게 분포하도록 하기 위해 수용액으로 하여 첨가하고, 폐기물에 부착시키는 것이 좋다. 또, 질소화합물을 오니에 첨가하는 경우에는, 장입물의 수분함유량을 작게 하기 위해, 분말상태로 첨가하는 것이 바람직하다.
또 도 15∼도 18의 설비에서는, 배출가스 유로에 취입한 질소화합물이 암모니아 가스지만, 배출가스 유로에 취입한 질소화합물이 기체상태에 한정되지는 않으며, 예컨대, 암모니아 혹은 요소 등의 수용액이어도 좋다.
(실시예 1)
화격자식 시험장치를 사용하여 폐기물을 소각한 결과에 관해서 설명한다. 폐기물의 시료로는 도시쓰레기를 사용하고, 오니의 시료로서는 하수오니(수분=77%, N=6%(건조기준))를 사용했다. 또, 배출가스 유로에 장입하는 질소화합물로는 암모니아 가스를 사용했다. 그리고, 도시쓰레기 2,000kcal/H, 하수오니(200kg/H)의 비율로 소각로에 장입하여 소각하고, 발생한 연소배출가스를 냉각한 후, 배출가스 덕트(duct) 내로 암모니아 가스를 0.35Nm3/H의 유량으로 취입했다. 이 때의 배출가스 덕트 내의 온도는 약 300℃였다.
상기 조건에 의한 폐기물의 소각중에, 방산된 연소배출가스 중의 다이옥신류 농도를 측정한 결과, 다이옥신류의 2, 3, 7, 8-TCDD 독성 등가(等價) 환산농도의 평균치는, 도시쓰레기 만을 소각하고, 통상의 배출가스 처리 만을 행한 경우의 값에 대하여, 약 25%에 상당하는 낮은 값이었다. 이와 같이, 폐기물의 소각에 즈음하여, 폐기물과 함께 오니를 장입하고, 배출가스 유로에 암모니아 가스를 취입함으로써, 연소배출가스 중의 다이옥신 함유량이 대폭 저감되는 것으로 확인되었다.
본 태양에 따르면, 폐기물과 함께 오니 또는 질소화합물을 소각로에 장입하여 소각하고, 질소함유성분을 열분해시켜서 다이옥신류의 생성을 억제하는 작용을 행하는 질소화합물을 발생시키며, 더욱이, 소각로 출구 이후의 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입하여, 연소배출가스 유로에서의 다이옥신류의 생성을 억제하므로, 소각로내 및 연소배출가스 유로의 2구역에서 다이옥신류의 생성량을 대폭 감소시킬 수 있다. 또, 소각로와 배출가스 처리공정의 2구역에 질소화합물을 공급하는 장치를 설치한 폐기물 소각설비에 의해, 소각로와 배출가스 처리공정의 2구역에 질소화합물을 공급할 수 있게 되어, 상기한 효과가 얻어진다.
바람직한 태양 11
본 태양에 있어서는, 폐기물을 소각처리하는 각종 시험을 실시한 과정에서, 폐기물과 하수오니 등의 오니류를 혼합연소할 때에, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 이 때문에, 본 발명자들은, 오니의 혼합연소에 따른 다이옥신류의 저감효과가 어떻게 얻어지는 것인가에 관해서, 여러가지 검토를 행하였다.
폐기물의 소각에 의해 다이옥신류가 발생하는 경우의 주된 원인중 하나로서, 산소부족의 분위기에서 폐기물을 연소시키는 것이 알려져 있고, 이 상태에서의 연소조건은, 소각로에 장입된 폐기물이 가열되어 승온하는 단계의 조건에 상당한다. 이로부터 생각하면, 초기의 연소단계에서, 오니가 열분해한 생성물질이, 다이옥신류의 생성을 억제하는 작용을 행하고 있는 것으로 생각된다.
그래서, 일반적인 오니에는, 질소성분이 2∼10wt%(건조기준) 포함되어 있으므로, 다이옥신류의 생성을 억제하는 물질은 오니 중의 질소함유성분이 열분해한 것으로 생각되어, 실험을 행하였다. 실험에서는, 폐기물에 질소화합물을 첨가하여 소각한 결과, 연소배출가스 중의 다이옥신류가 감소하는 것으로 확인되었다. 이로 부터, 다이옥신류의 생성을 억제하는 물질은, 오니 중의 질소함유성분이 열분해할 때 생성하는 암모니아(NH3)나 NH2기를 가지는 화합물인 것으로 판단된다.
열분해에 의해 생성한 질소화합물이 다이옥신류의 생성을 억제하는 메카니즘은 분명하지는 않으나, 이들 물질은 다이옥신류 생성의 촉매가 되는 동(銅)이나 그 외 물질에 대한 피독작용을 가지는 것으로 생각된다. 이 피독작용이, 다이옥신류의 생성을 억제하는 효과를 가져오는 하나의 원인인 것으로 생각된다.
전술한 바와 같이, 폐기물을 소각할 때, 폐기물과 함께 질소화합물을 장입하여도, 다이옥신류의 생성이 억제된다. 본 발명은, 상기와 같은 시험과 검토의 결과에 기초한 식견에 의해 행해진 것이다. 따라서, 상기 과제는 다음의 발명에 의해 해결된다.
본 태양 중, 제1실시형태는, 폐기물에 질소화합물을 첨가하고, 소각로에 장입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다.
이 실시형태에 있어서는, 폐기물과 함께 질소화합물을 장입함으로써, 전술한 바와 같이, 다이옥신류의 생성이 억제되므로, 극히 간단한 장치를 설치하는 것만으로, 연소배출가스 중의 다이옥신류를 감소시킬 수 있다.
제2실시형태는, 폐기물과 함께 오니를 소각로에 장입하여 소각하는 방법으로서, 상기 폐기물 및/또는 상기 오니에는 소각로에 장입하기 전에, 질소화합물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다.
폐기물과 오니의 소각은, 일반적으로, 각각 전용 소각설비로 행해지나, 폐기물과 오니를 함께 소각처리하면, 설비비, 운전비가 절감된다고 하는 효과가 생기고, 그 위에, 오니의 소각에 의해 다이옥신류의 생성억제효과가 얻어진다. 그러나, 소각처리되는 하수오니 등의 오니류는 탈수처리된 것이라도, 극히 다량의 수분(65∼90 wt%)을 함유하는 점토상 물질이다. 이 탈수오니를 다량으로 장입하면, 소각로 내의 연소상태가 불량하게 되어버리므로, 소요량의 질소성분을 공급하기 위한 오니를 장입할 수 없게 된다. 이 발명에 있어서는, 상기와 같은 상황에 대처하여, 폐기물 및/또는 오니에 질소화합물을 첨가하고 소각로에 장입하여, 부족한 질소성분을 보충한다.
제3의 실시형태는, 폐기물과 함께 오니를 소각로에 장입하여 소각하는 방법으로서, 소각로의 폐기물 호퍼 내에 투입되고 있는 폐기물과 오니에 질소화합물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다.
이 실시형태에서는, 소각로에 장입하는 폐기물과 오니의 양쪽에 질소화합물을 첨가하므로, 소각로 내의 장입물에 질소화합물이 균일하게 분포하여, 다이옥신류의 생성이 치우침 없게 억제된다.
제4의 실시형태는, 폐기물과 함께 오니를 소각하는 폐기물 소각설비로서, 소각로에 장입하는 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 질소화합물 첨가수단이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 실시형태에 있어서는, 폐기물에 질소화합물을 첨가하므로, 부피가 큰 다량의 폐기물에 소량의 질소화합물을 균일하게 첨가할 수 있어, 소각로내에서의 다이옥신류의 생성을 치우침 없게 억제할 수 있다.
제5의 실시형태는, 폐기물과 함께 오니를 소각하는 폐기물 소각설비로서, 소각로에 오니를 장입하는 오니 공급기에 질소화합물을 첨가하는 수단이 부가되고, 오니와 질소화합물이 혼합되어 소각로에 장입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 실시형태는, 특히 분말의 질소화합물을 첨가하는 경우에 유용하다. 질소화합물을 분말상태로 첨가하고, 소각로에 장입하는 장입물의 수분을 적게 하면, 연소효율을 높힐 수 있다.
상기 각 실시형태에 있어서, 오니로는, 하수오니, 소변오니, 유기성배수를 활성오니 처리할 때 발생하는 오니, 유기물을 포함한 배수를 고액분리할 때 발생하는 오니, 폐쇄성수역의 하천을 준설할 때에 발생하는 오니 등을 가리킨다.
또, 질소화합물로는, 질소를 함유하는 유기화합물 또는 무기화합물을 가리킨다. 바람직한 질소화합물의 구체적 예로는, 암모니아나 요소등의 저렴한 화합물을 든다. 질소화합물은 기체, 액체, 고체, 또는 수용액 등의 형태로 사용 가능하지만, 첨가하는 구역에 따라, 적절한 형태의 것이 선정된다.
도 19는 본 태양의 실시형태에 관한 제1예를 도시하는 설명도이다. 이 도면에 나타낸 소각설비는 화격자식 소각로를 구비한 것이고, 610은 화격자식 소각로, 611은 도시쓰레기 등의 폐기물을 노내에 장입하기 위한 폐기물 호퍼, 615는 배출가스 처리공정이다. 배출가스 처리공정(615)은, 보일러, 가스 쿨러 등에 의한 가스냉각, 산성가스 제거처리, 집진처리 등을 행한다. 그리고, 소각로(610)의 부대설비로서, 소각로(610)에 장입되는 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 수단(650)이 설치되어 있다. 도면 중, 651은 질소화합물의 일종인 요소 수용액의 저조(貯槽), 652는 요소공급펌프, 653은 요소분무노즐이다. 또, 670은 도시쓰레기 등의 폐기물을 나타낸다.
소각로의 연소실(612) 내에는, 각각 반송기능을 가지는 건조단 화격자(613a), 연소단 화격자(613b), 후연소단 화격자(613c)가 계단식으로 설치되어 있다. 이와 같이 하여, 연소실 내에는, 주로 장입된 폐기물(670)을 건조하는 구역(건조대), 건조된 폐기물을 연소시키는 구역(연소대), 연소상태로 보내져 온 것을 재로 만드는 후연소를 행하는 구역(후연소대)으로 구분되게 되어 있다.
상기의 구성에 따른 쓰레기 소각설비에 있어서, 폐기물 호퍼(611)로 폐기물이 투입되고, 그 폐기물 위로, 요소분무노즐(653)로부터 요소수용액이 분무된다. 이 요소가 첨가된 폐기물은 폐기물 호퍼(611)로부터 연소실(612) 내로 들여보내진다.
연소실(612) 내에서는, 장입된 폐기물이 상기 각 화격자 위로 반송되면서, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재로 되어, 배출된다. 이 때, 상류측의 화격자에서는 연소용 공기의 공급량이 억제된 운전이 행해지므로, 건조단 화격자(613a)(건조대) 및 연소단 화격자(613b)(연소대)의 일부에서는, 산소부족상태에서 연소가 행해진다. 이와 같이, 불완전연소가 행해지면, 방향족 화합물과 염소와의 반응이 일어나 다이옥신류가 생성되기 쉬워지지만, 이 실시형태에서는, 폐기물에 첨가된 요소가 열분해하여 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되고, 상기 다이옥신류 생성반응의 진행이 억제된다.
연소실(612) 내에서 발생한 연소배출가스는, 건조단 화격자(613a) 및 연소단 화격자(613b)의 일부에서 생성한 가연성 가스를 함유하고 있으므로, 2차 연소실(614)에서, 공기를 취입함으로써, 가연성 가스를 연소시키는 처리가 행해진다. 다음, 2차 연소실(614)로부터 배출된 연소배출가스는, 배출가스 처리공정(615)으로 보내지고, 냉각처리, 유해가스 제거처리, 제진처리가 행해진 후, 굴뚝(616)으로부터 방산된다.
상기한 바와 같이 하여, 폐기물에 요소를 첨가하여 소각하면, 소각로 내에서의 다이옥신류의 생성량이 감소되고, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 대폭 저감된다.
도 20은 본 태양의 실시형태에 관한 제2예를 도시한 설명도이다. 도 20에 서, 도 19와 동일구성에 관해서는, 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 이 실시형태에서는, 도 19와 동일구성에 부가하여, 오니 공급수단이 설치되어 있고, 폐기물 호퍼(611) 내에 폐기물과 함께 오니를 투입할 수 있게 되어 있다. 640은 오니 공급기이다. 또, 오니 공급기(640)로는 질소화합물의 첨가수단(660)이 부설되어 있고, 오니에 질소화합물을 혼합하여 투입하게 되어 있다. 661은 요소분말의 저조, 662는 요소분말의 공급기이다.
상기의 구성에 따른 쓰레기 소각설비에 있어서, 폐기물 호퍼(611)에 투입된 폐기물과 오니는 연소실(612) 내로 들여보내진다. 소각로(612) 내에서는, 폐기물과 오니가, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재로 되어, 배출된다. 이 때, 전술한 바와 같이, 건조과정 혹은 연소과정의 초기에 있어서, 폐기물과 함께 장입된 오니 중의 질소화합물과 오니에 첨가된 요소가 열분해하여, 암모니아(NH3)나 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되고, 상기 다이옥신류의 생성반응이 억제된다. 이 때문에, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 대폭 감소된다.
연소실(612) 내에서 발생한 연소배출가스는, 도 15의 설비의 경우와 마찬가지로, 2차 연소처리, 가스냉각처리, 유해가스 제거처리, 제진처리가 행해진 후, 굴뚝(616)으로부터 방산된다.
도 21은 본 태양의 실시형태에 관한 제3예를 도시하는 설명도이다. 도 21에 서, 도 19 및 도 20과 동일한 구성부분에 관해서는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
이 실시형태에 있어서는, 폐기물 호퍼(611) 내로 투입된 폐기물 및 오니에 질소화합물을 첨가하는 수단(650)이 설치되어 있다. 651은 요소수용액의 저조, 652는 요소공급펌프, 653은 요소분무노즐이다.
상기 구성에 따른 쓰레기설비에 있어서, 폐기물 호퍼(611)로 투입된 폐기물과 오니로, 분무노즐(652)로부터 요소수용액이 분무된다. 이 요소가 첨가된 폐기물과 오니는 폐기물 호퍼(611)로부터 연소실(612) 내로 들여보내진다. 소각로(612)내에서는, 폐기물과 오니가, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재로 되어, 배출된다. 이 때, 도 20 설비의 경우와 마찬가지로, 폐기물과 함께 장입된 오니 중의 질소화합물과, 별도로 첨가된 요소가 열분해하여 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되고, 상기 다이옥신류의 생성반응이 억제되어, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 대폭 감소된다.
연소실(612) 내에서 발생한 연소배출가스는, 도 19 설비의 경우와 마찬가지로 처리된 후, 굴뚝(616)으로부터 방산된다.
도 22는 본 태양의 실시형태에 관한 제4예를 도시하는 설명도이다. 이 도면에 나타낸 소각설비는 유동상식 소각로를 구비한 것으로서, 630은 폐기물 공급기, 640은 오니 공급기, 620은 유동상식 소각로이다. 또, 626은 보일러, 가스쿨러 등에 의한 가스냉각, 산성가스 제거처리, 제진처리 등을 행하는 배출가스 처리공정이다.
유동상식 소각로(620) 내는, 조업시에 바람통(621)에 공급되는 공기에 의해 유동층이 형성되는 유동층부(623)와 그 위의 프리보드(624)로 구분되게 되어 있고, 프리보드(624)로는 공기 취입노즐(625)이 설치되어 있다. 622는 바람통(621)으로부터 유동층으로 취입된 공기를 정류(整流)하는 분산판이다. 그리고, 오니 공급기(640)에는 질소화합물의 첨가수단(60)이 부설되어 있고, 오니에 질소화합물을 혼합하여 장입하게 되어 있다. 661은 요소분말의 저조, 662는 요소분말의 공급기이다.
상기 구성에 따른 쓰레기 소각설비에 있어서, 소각로(620)에, 폐기물 공급기(630)로부터 폐기물이 장입되고, 오니 공급기(640)로부터 오니가 장입된다. 이 때, 오니 공급기(640)에 요소공급기(662)로부터 요소분말이 공급되어, 요소가 혼합된 오니가 장입된다. 장입된 폐기물과 오니는 유동층 중에서 건조되면서 승온하여 연소된다.
유동층 내는, 공기의 취입량이 억제되어 있으므로, 본래, 다이옥신류가 생성하기 쉬운 연소상태로 되어 있다. 이 발명에서는, 폐기물과 함께 장입된 오니 중의 질소화합물과 오니에 첨가된 요소가 열분해하여 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되고, 상기 다이옥신류 생성반응의 진행이 억제된다. 폐기물 중의 불연소물은 소각로의 저부(底部)로부터 빠져나온다.
유동층에서 발생한 연소배출가스 중에는, H2, CO, CH4등의 가연성 가스가 포함되어 있으므로, 프리보드부(624)에서, 노즐(625)로부터 공기가 취입되고, 가연성가스를 연소시키는 2차 연소처리가 행해진다. 다음, 2차 연소실(614)로부터 배출된 연소배출가스는 배출가스 처리공정(626)으로 보내지고, 냉각처리, 유해가스 제거처리, 제진처리가 행해진 후, 굴뚝(627)으로부터 방산된다.
상기와 같이 하여, 폐기물과 함께 오니를 장입하고, 더욱이 그 오니에 질소화합물의 일종인 요소를 첨가하여 소각하면, 연소배출가스 중 다이옥신류의 함유량을 대폭 저감시킬 수 있다.
또, 도 19∼도 22에서는, 화격자식 소각로 또는 유동상식 소각로를 구비한 폐기물의 소각설비가 도시되어 있으나, 본 태양이 적용할 수 있는 소각로는 상기 2개의 형식에 한정되는 것은 아니다.
또, 도 19∼도 21에서는, 화격자식 소각로로서, 화격자가 계단식으로 배치된 구조가 도시되어 있으나, 본 태양은, 그 구조가 계단식에만 적용되는 것을 뜻하지 않고, 화격자가 수평으로 배치된 것이라도 좋다.
또, 도 19∼도 22의 설비에서, 질소화합물인 요소를 첨가할 때의 상태가 분말인 경우와 수용액인 경우의 2방법이 기재되어 있으나, 본 발명에 있어서는, 첨가할 때의 질소화합물의 상태가 한정되지는 않는다. 질소화합물을 부피가 큰 폐기물에 첨가하는 경우에는, 가능한 한 치우침 없이 첨가되도록 하기 위해, 수용액으로 하여 첨가하고, 폐기물에 부착시키는 것이 좋다. 또, 질소화합물을 오니에 첨가하는 경우에는, 장입물의 수분 함유량이 높아지지 않도록, 분말상태로 첨가하고, 오니 공급기 내에서 오니와 혼합시키는 것이 좋다.
(실시예 1)
다음, 도 20에 나타낸 화격자식 소각설비와 동일한 구성에 따른 시험설비에 의해 폐기물을 소각할 때의 결과에 관해서 설명한다. 폐기물의 시료로서는 도시쓰레기를 사용했고, 오니의 시료로서는 하수오니(수분 77 wt%, N성분 6 wt%, (건량기준))를 사용했다. 오니에는 요소분말을 첨가했다. 그리고, 도시쓰레기 2,000kg/H, 하수오니 200kg/H, 요소 1kg/H의 비율로 장입하여 소각을 행하였다.
상기 조건에 따른 소각 중에, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 농도를 측정한 결과, 다이옥신류의 2, 3, 7, 8-TCDD 독성등가 환산농도의 평균치는 도시쓰레기 만을 소각하고 통상의 배출가스 처리만을 행한 경우의 값에 대하여, 약 20%에 상당하는 낮은 값이었다.
이와 같이, 폐기물의 소각에 즈음하여, 오니를 장입하거나, 혹은, 그 위에 질소화합물을 첨가하면, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 대폭 저감되는 것으로 확인되었다.
본 태양에 따르면, 폐기물을 소각로에 장입할 즈음하여, 질소화합물을 첨가하거나, 혹은 오니 및 질소화합물을 첨가하고, 오니 및 첨가한 질소화합물을 열분해시켜 다이옥신류의 생성을 억제시키므로, 소각로내에서 다이옥신류의 생성량이 감소하고, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 대폭 저감된다. 또, 질소화합물을 첨가하는 장치를 설치한 폐기물 소각설비에 의해, 소각로에 장입하는 피소각물에 질소화합물을 첨가할 수 있게 되어, 상기의 효과가 얻어진다.
바람직한 태양 12
본 태양은, 매우 간단한 장치를 설치하고, 저렴한 물질을 첨가하는 것 만으로, 다이옥신류의 생성량 자체를 감소시킬 수 있는 폐기물 소각방법 및 그 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 태양에 있어서, 폐기물을 소각처리하는 각종의 시험을 실시한 과정에 있어서, 폐기물과 하수오니 등의 오니류를 혼합연소할 때에, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 이 때문에, 본 발명자들은, 오니의 혼합연소에 의한 다이옥신류의 저감효과가 어떻게 가져오게 되는 것인가에 관해서, 여러 검토를 행하였다.
폐기물의 소각에 의해 다이옥신류가 발생하는 주된 원인의 하나로서, 산소부족의 분위기에서 폐기물을 연소시키는 것이 알려져 있고, 이 상태에서의 연소조건은, 소각로에 장입된 폐기물이 가열되어 승온하는 초기의 연소단계 조건에 상당한다. 이로부터 생각하면, 초기의 연소단계에서, 오니가 열분해한 생성물질이, 다이옥신류의 생성을 억제하는 작용을 행하고 있는 것으로 생각된다.
일반적인 오니에는, 질소성분이 2∼10 wt% (건조량 기준)이나 포함되어 있으므로, 다이옥신류의 생성을 억제하는 물질은 오니 중의 질소함유성분이 열분해한 것으로 생각하고, 실험을 행하였다. 실험에서는, 폐기물에 질소화합물을 첨가하여 소각한 결과, 연소배출가스 중의 다이옥신류가 감소하는 것으로 확인되었다. 이로부터, 다이옥신류의 생성을 억제하는 물질은, 오니 중의 질소함유성분이 열분해할 때에 생성하는 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물인 것으로 생각된다.
질소함유성분의 열분해 생성물이 다이옥신류의 생성을 억제하는 메카니즘은 분명하지 않으나, 이들 물질은 다이옥신류 생성의 촉매가 되는 동(銅)이나 그 외의 물질에 대한 피독작용을 가지는 것으로 생각된다. 이 피독작용이, 다이옥신류의 생성을 억제하는 효과를 가져오는 하나의 원인인 것으로 생각된다.
상술한 바와 같이, 폐기물을 소각할 때에, 폐기물과 함께 질소화합물을 장입해도, 다이옥신류의 생성이 억제된다. 본 태양은, 상기와 같은 시험과 검토의 결과에 기초한 식견에 의해 행해진 것이다. 따라서, 상기 과제는 다음 발명에 의해 해결된다.
본 태양에서의 제1실시형태는, 화격자식 소각로를 구비한 소각설비에 의한 폐기물 소각방법으로서, 소각로에 장입되어 건조대로 들여보내진 폐기물에 질소화합물을 첨가하여, 소각하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다.
전술한 바와 같이, 초기의 연소단계에서는, 다이옥신류가 생성하기 쉬운 조건에서 연소가 행해진다. 이 때문에, 소각로 내에 장입되어 가열ㆍ건조되거나, 혹은 열분해가 개시된 건조대 위의 폐기물에 질소화합물을 첨가하면, 이 건조대에서의 열분해시, 및 다음 연소대에서의 연소시에 생성하는 다이옥신류의 양을 감소시킬 수 있다.
제2의 실시형태는, 화격자식 소각로를 구비한 소각설비에 따른 폐기물 소각방법으로서, 폐기물과 함께 오니를 소각로에 장입하고, 소각로 내의 건조대에 들여보내진 폐기물 및 오니에 질소화합물을 첨가하여, 소각하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다.
폐기물과 오니의 소각은, 일반적으로, 각각 전용 소각설비에서 행해지지만, 폐기물과 오니를 함께 소각처리하면, 설비비, 운전비가 절감된다는 장점이 생기고, 그 위에, 오니의 소각에 의해 다이옥신류의 생성을 억제하는 효과가 얻어진다. 그러나, 소각처리되는 하수오니 등의 오니류는 탈수처리된 것이라도, 극히 다량의 수분(65∼90 wt%)을 함유하는 점토상 물질이다. 이 탈수오니를 다량으로 장입하면, 소각로 내의 연소상태가 불량하게 되어 버리므로, 소요량의 질소성분을 공급하기 위한 오니를 장입할 수 없는 경우가 있다. 본 발명에 있어서는, 상기와 같은 상황에 대처하여, 소각로 내 건조대 위의 폐기물 및 오니에 질소화합물을 첨가함으로써, 부족한 질소성분을 보충한다.
제3의 실시형태는, 유동상식 소각로를 구비한 소각설비에 의한 폐기물 소각방법으로서, 소각로 내에 폐기물을 장입하여 연소시키고, 프리보드부의 2차 연소전의 구역에 질소화합물을 취입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다. 또, 이 실시예에 있어서, 프리보드부의 2차 연소전의 구역이란, 유동층의 상단부(上端部)로부터 2차 연소용 공기가 취입되는 위치까지의 사이 구역을 가리킨다.
유동상식 소각로에 장입된 폐기물은 유동층 중에서 연소하지만, 특히, 장입된 폐기물이 건조하고, 그 다음 연소하는 초기의 연소단계에 있어서는, 다이옥신류가 생성하기 쉬운 상태로 되어 있다. 이 때문에, 유동층에서 발생한 연소가스가 상승해 가는, 프리보드부의 2차 연소용 공기의 취입이 행해지기 전의 구역에서도, 다이옥신류가 생성하기 쉬운 상태로 되어 있다. 이 때문에, 이 구역에 질소화합물을 첨가하면, 다이옥신류의 생성량을 감소시킬 수 있다.
제4의 실시형태는, 소각로에 폐기물과 함께 오니를 장입하는 것을 특징으로 하는 제3의 실시형태에 기재한 폐기물 소각방법이다.
이 형태에 있어서는, 소각로에 오니를 장입하고, 더욱이 프리보드부의 2차 연소 전의 구역에 질소화합물을 취입하므로, 유동층부와 프리보드부 이후에서 다이옥신류의 생성량을 감소시킬 수 있다.
제5의 실시형태는, 화격자식 소각로를 구비한 폐기물 소각설비로서, 소각로 내의 건조대에 질소화합물을 공급하는 질소화합물 첨가수단이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 형태에 의하면, 다이옥신류의 생성이 개시되는 건조대에 질소화합물을 공급할 수 있으므로, 건조대 및 연소대에서의 다이옥신류의 생성량을 감소시킬 수 있다.
제6의 실시형태는, 화격자식 소각로를 구비한 폐기물 소각설비로서, 소각로에 오니를 공급하는 수단과, 소각로 내의 건조대에 질소화합물을 공급하는 질소화합물 첨가수단이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 실시형태에 있어서는, 폐기물과 함께 오니를 장입하고, 폐기물과 오니를 함께 소각처리할 수 있으므로, 설비비, 운전비가 절감됨과 동시에, 다이옥신류의 생성을 억제하는 효과가 얻어진다. 더욱이, 소각로 내의 건조대로 질소화합물을 공급할 수 있으므로, 오니에 포함된 질소성분의 부족량을 보충할 수 있다.
제7의 실시형태는, 유동상식 소각로를 구비한 폐기물 소각설비로서, 소각로에서의 프리보드부의 2차 연소전의 구역에 질소화합물을 취입하는 질소화합물 첨가수단이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 형태에 따르면, 프리보드부의 2차 연소전의 구역에 질소화합물을 공급할 수 있으므로, 프리보드부 이후에서의 다이옥신류의 생성량을 감소시킬 수 있다.
제8의 실시형태는, 유동상식 소각로를 구비한 폐기물 소각설비로서, 소각로에 오니를 공급하는 수단과, 소각로에서의 프리보드부의 2차 연소전의 구역으로 질소화합물을 취입하는 질소화합물 첨가수단이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 실시형태에 따르면, 소각로에 오니를 장입할 수 있고, 더욱이 프리보드부의 2차 연소전의 구역으로 질소화합물을 취입할 수 있으므로, 유동층부와 프리보드부 이후에서의 다이옥신류의 생성량을 감소시킬 수 있다.
상기의 각 형태에 있어서, 오니로는, 하수오니, 소변오니, 유기성배수를 활성오니 처리할 때 발생하는 오니, 유기물을 포함하는 배수를 고액분리할 때 발생하는 오니, 폐쇄성수역의 하천을 준설할 때에 발생하는 오니 등을 가리킨다.
또, 질소화합물로는, 질소를 함유하는 유기화합물 또는 무기화합물을 가리킨다. 바람직한 질소화합물의 구체적 예로서는, 암모니아나 요소등의 저렴한 화합물을 든다. 질소화합물은 기체, 액체, 고체, 또는 수용액 등의 형태로 사용 가능하지만, 첨가하는 구역에 의해, 적절한 형태의 것이 선정된다.
도 23은 본 태양의 실시형태에 관한 제1예를 도시한 설명도이다. 이 도면에 도시한 소각설비는 화격자식 소각로를 구비한 것으로서, 710은 화격자식 소각로, 711은 도시쓰레기 등의 폐기물을 노내에 장입하기 위한 폐기물 호퍼, 715는 배출가스 처리공정이다. 배출가스 처리공정(715)은, 보일러, 가스쿨러 등에 의한 가스냉각, 산성가스 제거처리, 제진처리 등을 행한다. 도면 중, 760은 도시쓰레기 등의 폐기물을 나타낸다.
소각로의 연소실(712) 내에는, 각각 반송기능을 가지는 건조단 화격자(713a), 연소단 화격자(713b), 후연소단 화격자(713c)가 계단식으로 설치되어 있다. 이와 같이 하여, 연소실 내는, 주로 장입된 폐기물(60)을 건조하는 구역(건조대), 건조된 폐기물을 연소시키는 구역(연소대), 연소상태로 보내져온 것을 재로 만드는 후연소를 행하는 구역(후연소대)으로 구분되게 되어 있다.
그리고, 소각로(710)의 부대설비로서, 연소실(712) 내의 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 수단(750)이 설치되어 있다. 질소화합물 첨가수단(750)은, 질소화합물의 일종인 요소 수용액의 저조(751), 요소공급펌프(752), 요소분무노즐(753)을 가지는 구성으로 되어 있다. 요소분무노즐(753)은 소각로(710)의 노벽을 관통하여 건조단 화격자(713a)의 위쪽에 설치되어 있다. 또, 요소분무노즐(753)은 필요에 따라서 복수개가 배치되고, 건조단 화격자(713a)의 폭방향 전체에 요소수용액이 산포(散布)되게 되어 있다.
상기 구성에 따른 쓰레기 소각로에 있어서, 폐기물 호퍼(711)에 투입된 폐기물은, 연소실 내의 건조단 화격자(713a) 위로 들여보내지고, 그 폐기물 위로, 요소분무노즐(753)로부터 요소수용액이 분무된다.
연소실(712) 내에 있어서는, 장입된 폐기물이 상기 각 화격자 위로 반송되면서, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재로 되어, 배출된다. 이 때, 상류측 화격자에서는 연소용 공기의 공급량이 억제된 운전이 행해지므로, 건조단 화격자(713a)(건조대) 및 연소단 화격자(713b)(연소대)의 일부에 있어서는, 산소부족 상태에서 연소가 행해진다. 이와 같이 불완전 연소가 행해지면, 방향족 화합물과 염소와의 반응이 일어나 다이옥신류가 생성하기 쉬워지지만, 이 실시형태에서는, 건조단 화격자(713a)(건조대)에서 폐기물에 첨가된 요소가 열분해하여 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되므로, 다이옥신류 생성반응의 진행이 억제된다.
연소실(712)내에서 발생한 연소배출가스는, 건조단 화격자(713a) 및 연소단 화격자(713b)의 일부에서 발생한 가연성 가스를 포함한 것이므로, 2차 연소실(714)에서, 공기가 취입되고, 가연성 가스를 연소시키는 처리가 행해진다. 다음, 2차 연소실(714)로부터 배출된 연소배출가스는, 배출가스 처리공정(715)으로 보내지고, 냉각처리, 유해가스 제거처리, 제진처리가 행해진 후, 굴뚝(716)으로부터 방산된다.
상기한 바와 같이 하여, 폐기물에 요소를 첨가하여 소각하면, 소각로내에서 다이옥신류의 생성량이 감소하고, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 대폭 저감된다.
도 24는 본 발명의 실시형태에 관한 제2예를 도시한 설명도이다. 도 24에 있어서, 도 23과 동일한 구성부분에 관해서는, 동일부호를 부여하고 설명을 생략한다. 이 실시형태에 있어서는, 도 23과 동일한 구성에 부가하여, 오니 공급수단이 설치되어 있고, 폐기물 호퍼(711) 내에 폐기물과 함께 오니를 투입할 수 있게 되어 있다. 도면 중, 740은 오니 공급기이다.
상기 구성에 의한 쓰레기 소각설비에 있어서, 폐기물 호퍼(711)에 투입된 폐기물과 오니는, 연소실 내의 건조단 화격자(713a) 위로 들여보내지고, 그 위에, 요소분무노즐(753)로부터 요소수용액이 분무된다. 소각로(712) 내에 있어서는, 폐기물과 오니가, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재로 되어, 배출된다. 이 때, 전술한 바와 같이, 건조과정 혹은 연소과정의 초기에서는, 폐기물과 함께 장입된 오니 중의 질소화합물과 노내에서 첨가된 요소가 열분해하여, 암모니아(NH3)나 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되므로, 상기 다이옥신류의 생성반응이 억제된다. 이 때문에, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 대폭 감소된다.
연소실(712) 내에서 발생한 연소배출가스는, 도 23의 설비의 경우와 마찬가지로, 2차 연소처리, 가스 냉각처리, 유해가스 제거처리, 제진처리가 행해진 후, 굴뚝(716)으로부터 방산된다.
도 25는 본 발명의 실시형태에 관한 제3예를 도시하는 설명도이다. 이 도면에 나타낸 소각설비는 유동상식 소각로를 구비한 것으로서, 720은 유동상식 소각로, 730은 폐기물 공급기이다. 또, 726은 보일러, 가스쿨러 등에 의한 가스냉각, 산성가스 제거처리, 제진처리 등을 행하는 배출가스 처리공정이다.
유동상식 소각로(720) 내는, 조업시에 바람통(721)으로 공급되는 공기에 의해 유동층이 형성되는 유동층부(723)와 그 위의 프리보드부(724)로 구분되게 되어 있고, 프리보드부(724)에는 2차 연소용 공기의 취입노즐(725)이 설치되어 있다.
그리고, 유동상식 소각로(720)의 부대설비로서, 소각로의 프리보드부(724)로 질소화합물을 취입하는 질소화합물 첨가수단(750)이 설치되어 있다. 질소화합물 첨가수단(750)은, 요소수용액 저조(751), 요소공급펌프(752), 요소분무노즐(753)을 가지는 구성으로 되어 있다. 요소분무노즐(753)은 공기취입노즐(725)이 설치되어 있는 위치보다 밑에 부착되어 있고, 불완전 연소상태의 연소배출가스에 요소수용액이 취입되게 되어 있다.
상기 구성에 따른 쓰레기 소각설비의 조업에 있어서, 소각로(720)에, 폐기물 공급기(730)로부터 폐기물이 장입되고, 장입된 폐기물은 유동층(723) 중에서 건조되면서 승온하여 연소한다. 유동층(723)으로의 공기 취입량은 억제되어 있으므로, 종래기술에서는, 유동층(723)에서 발생한 연소배출가스가 상승하는 프리보드부(724)에 있어서도, 다이옥신류가 생성하기 쉬운 연소상태로 되어 있다. 그러나, 이 실시형태에서는, 취입된 요소가 열분해하여 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되고, 다이옥신류 생성반응의 진행이 억제된다.
유동층(723)에서 발생한 연소배출가스 중에는 H2, CO, CH4등의 가연성가스가 포함되어 있으므로, 노즐(725)로부터 공기가 취입되어, 가연성가스를 연소시키는 2차 연소처리가 행해진다. 소각로(720)로부터 배출된 연소배출가스는, 배출가스 처리공정(726)으로 보내지고, 냉각처리, 유해가스 제거처리, 제진처리가 행해진 후, 굴뚝(727)으로부터 방산된다.
상기한 바와 같이, 프리보드부의 2차 연소가 행해지기 전의 구역에 질소화합물을 취입함으로써, 연소배출가스 중의 다이옥신류 함유량을 저감시킬 수 있다.
도 26은 본 태양의 실시형태에 관한 제4예를 도시한 설명도이다. 이 도면에 나타낸 소각설비는 유동상식 소각로를 구비한 것이다. 도 26에서, 도 25와 동일 구성부분에 관해서는, 동일부호를 부여하고 설명을 생략한다. 이 실시형태에 있어서는, 도 25와 동일구성에 더하여, 오니 공급수단이 설치되어 있고, 소각로(720) 내에 폐기물과 함께 오니를 투입할 수 있게 되어 있다. 도면 중, 740은 오니 공급기이다.
상기 구성에 따른 쓰레기 설비에 있어서, 소각로(720)에, 폐기물 공급기(730)로부터 폐기물이 장입되고, 오니 공급기(740)로부터 오니가 장입된다. 장입된 폐기물과 오니는 유동층(723) 중에서 건조되면서 승온하여 연소한다. 이 때, 유동층(723)에서는 공기의 취입량이 억제되어 있으므로, 종래기술에서는, 다이옥신류가 생성하기 쉽게 되어 있다. 그러나, 이 실시형태에 있어서는, 오니가 장입되어 있으므로, 오니의 열분해에 의해 생성한 질소화합물에 의해, 유동층(723)에서의 다이옥신류 생성이 억제된다.
더욱이, 프리보드부(724)에서는, 유동층(723)으로부터 상승하여온 연소배출가스에 요소분무노즐(753)로부터 요소수용액이 분무된다. 이 취입된 요소의 열분해에 의해 생성한 질소화합물에 의해, 프리보드부(724) 이후에서의 다이옥신류 생성이 억제된다.
상기와 같이, 소각로에 오니를 장입하고, 프리보드부의 2차연소가 행해지기 전의 구역에 질소화합물을 취입함으로써, 유동층과 프리보드부의 2구역에서 다이옥신류의 생성을 억제할 수 있다. 따라서, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량을 대폭 저감시킬 수 있다.
또, 도 23 및 도 24에서는, 화격자식 소각로 중, 계단식 구조가 도시되어 있지만, 본 태양은 그 구조가 계단식인 것에만 적용된다는 의미는 아니고, 노내에건조대의 기능을 가지는 부분이 설치되어 있는 것이면 적용가능하다.
또, 도 25에 나타낸 폐기물 소각설비에 있어서는, 소각로 프리보드부의 2차 연소가 행해지기 전 구역에 질소화합물을 취입함으로써, 프리보드부 이후에서 생성하는 다이옥신류의 저감이 의도되고 있으나, 부가적으로, 폐기물과 함께 오니를 장입하는 구성이 더해지면, 한층 다이옥신류의 저감을 가져온다. 즉, 유동층(723) 내에 서, 오니 중의 질소함유성분이 열분해하여 상기와 같은 질소화합물이 생성하므로, 유동층(723) 내에서의 다이옥신류 생성도 억제된다. 이 때문에, 연소배출가스 중의 다이옥신류 함유량을 대폭 저감시킬 수 있다.
또, 도 23∼도 25의 설비에서는 질소화합물인 요소를 첨가할 때의 상태가 수용액인 경우가 기재되어 있지만, 본 태양에서는 첨가할 때의 질소화합물의 상태가 수용액에 한정되는 것은 아니다. 화격자식 소각로에 있어서, 건조대 위의 폐기물에 첨가하는 경우에는, 요소 등의 분말이라도 좋고, 유동상식 소각로의 프리보드부에 취입하는 경우에는, 암모니아 가스라도 좋다.
(실시예 1)
화격자식 시험장치를 사용하여 폐기물을 소각한 결과에 관해서 설명한다. 폐기물의 시료로는 도시쓰레기를 사용했고, 오니의 시료로서는 하수오니(수분=77wt%, N=6wt%(건량기준))를 사용했다. 노내에 취입한 질소화합물로는, 요소를 사용했고, 수용액으로 하여 공급했다. 그리고, 도시쓰레기 2,000kg/H, 하수오니 200kg/H의 비율로 장입하여 소각했고, 소각로 내 건조단 화격자 위의 장입물에 요소수용액을 분무했다. 요소수용액의 취입에 즈음해서는, 요소가 1kg/H의 비율로 공급되게 유량을 설정했다.
상기 조건에 따른 소각중에, 연소배출가스 중 다이옥신류의 농도를 측정한 결과, 다이옥신류의 2, 3, 7, 8-TCDD 독성등가 환산농도의 평균치는 도시쓰레기 만을 소각하고 통상의 배출가스 처리 만을 행한 경우의 값에 대하여, 약 20%에 상당하는 낮은 값이었다.
이와 같이, 폐기물의 소각에 즈음하여, 질소성분을 포함한 오니 혹은 질소화합물을 장입하고, 거기에 소각로 내로 질소화합물을 첨가하면, 연소배출가스 중의 다이옥신 함유량이 대폭 저감되는 것으로 확인되었다.
본 태양에 따르면, 소각로 내의 건조대에 장입된 폐기물 또는 폐기물과 오니에 질소화합물을 첨가하고, 오니 및 첨가한 질소화합물을 열분해시켜서 다이옥신류의 생성을 억제시키는 물질을 발생시키므로, 소각로 내에서의 다이옥신류 생성량을 대폭 감소시킬 수 있다. 또, 질소화합물을 공급하는 장치를 설치한 폐기물 소각설비에 의해, 폐기물에 첨가하는 질소화합물을 공급할 수 있게 되어, 상기의 효과가 얻어진다.
바람직한 태양 13
본 태양에 있어서는, 폐기물을 소각처리하는 각종 시험을 실시한 과정에서, 폐기물과 하수오니 등의 오니류를 혼합연소할 때, 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 그래서, 본 발명자들은, 오니의 혼합연소에 의한 다이옥신류의 저감효과가 어떻게 얻어지는 것인가에 관해서, 여러 검토를 행하였다.
폐기물의 소각에 의해 다이옥신류가 발생하는 주된 원인의 하나로서, 연소분위기가 산소부족상태인 것이 알려져 있다. 이 상태에서의 연소조건은, 소각로에 장입된 폐기물이, 가열되어 승온하는 초기의 연소단계의 조건에 상당한다. 이로부터 생각하면, 초기의 연소단계에서, 오니가 열분해한 생성물질이, 다이옥신류 생성을 억제하는 작용을 행하고 있는 것으로 생각된다.
그래서, 일반적인 오니에는, 질소성분이 2∼10wt%(건량기준)도 함유되어 있으므로, 다이옥신류의 생성을 억제하는 물질은 오니 중의 질소함유성분이 열분해한 것으로 생각하고, 실험을 행하였다. 실험에서는, 폐기물에 질소화합물을 첨가하여 소각한 결과, 연소배출가스 중의 다이옥신류가 감소하는 것으로 확인되었다. 이로부터, 다이옥신류의 생성을 억제하는 물질은, 오니 중의 질소함유성분이 열분해할 때에 생성하는 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물인 것으로 생각된다.
질소함유성분의 열분해 생성물이 다이옥신류의 생성을 억제하는 메카니즘은 분명하지 않으나, 이들 물질은 다이옥신류 생성의 촉매가 되는 동(銅)이나 그 외의 물질에 대한 피독작용을 가지는 것이 생각된다. 이 피독작용이, 다이옥신류의 생성을 억제하는 효과를 가져오는 하나의 원인인 것으로 생각된다.
이와 같이, 오니의 열분해 생성물인 상기와 같은 질소화합물이, 폐기물 소각시에서의 다이옥신류 생성을 억제하는 작용을 행하기 위해, 폐기물에 질소화합물을 첨가하여 소각하면, 다이옥신류의 생성이 억제되는 것으로 판명되었다.
더욱이, 본 태양에 있어서, 소각로로부터 배출된 연소배출가스 중에서의 다이옥신류 생성에 관해서도 검토를 행하여, 이하에 서술한 바와 같이, 그 생성을 억제하는 방법을 알아내었다. 연소배출가스 유로에서는, 비산재(飛灰) 중의 어떤 성분이 촉매가 되어, 미연소 방향족 화합물과 염소와의 반응이 진행하여, 다이옥신류가 생성하는 것으로 되어 있다.
그래서, 이 경우에 관해서도, 소각로로부터 배출된 연소배출가스 중에 질소화합물 취입시험을 행한 결과, 연소배출가스 중의 다이옥신류가 감소하는 것으로 확인되었다. 이것은, 소각로에 질소화합물을 장입한 경우와 마찬가지로, 배출가스의 유로에 취입된 질소화합물이 다이옥신류의 생성을 억제하는 것으로 생각된다.
그런데, 다이옥신류가 생성되기 쉬운 영역은 200∼800℃인 것으로 언급되고 있다. 또, 700℃ 이상의 연소배출가스 중에 질소화합물을 취입하면, 취입된 질소화합물이 NOx 환원반응에 소비되어, 다이옥신류의 생성억제가 효율적으로 행해지지 않는다.
따라서, 연소배출가스 중에 질소화합물을 취입하는 경우, 연소배출가스의 온도가 700℃ 이하, 바람직하게는 650℃ 정도 이하로 할 필요가 있다. 이 때문에, 본 발명에서 질소화합물의 취입구역은 연소배출가스가 650 ℃이하까지 냉각된 배출가스 유로구역에 한정된다.
소각로의 2차 연소실에서 배출된 연소배출가스는, 일반적으로, 850∼950℃의 고온으로 되어 있으므로, 650℃ 이하로 냉각하여, 질소화합물을 취입한다. 예컨대, 보일러를 구비한 설비에서는, 650℃이하로 냉각된 보일러의 적당한 구역, 또는 보일러 출구의 배출가스 유로에 질소화합물을 취입하면, 다이옥신류의 생성을 효율적으로 억제할 수 있다. 또, 가스쿨러를 구비한 설비에 있어서는, 가스쿨러 내 또는 그 출구의 배출가스 유로에 질소화합물을 취입하면, 다이옥신류의 생성을 효율적으로 억제할 수 있다.
본 태양은, 상기와 같은 시험과 검토의 결과에 기초한 식견에 의해 행해진 것이다.
제1의 형태는, 폐기물에 질소화합물을 첨가하여 소각로에 장입하고, 650℃이하의 연소배출가스가 유통하는 배출가스유로 구역에 질소화합물을 취입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다.
이 형태에서는, 소각로에 장입하는 폐기물과 연소배출가스 유로에 질소화합물을 장입함으로써, 전술한 바와 같이, 소각로 내 및 연소배출가스 유로의 2구역에서 다이옥신류의 생성이 억제된다. 따라서, 연소배출가스 중의 다이옥신류를 대폭 감소시킬 수 있다. 더욱이, 연소배출가스 유로로의 질소화합물 취입이, 질소화합물이 효율적으로 작용하는 650℃이하의 구역을 선정하여 행하므로, 다이옥신류의 생성을 효율적으로 억제할 수 있다.
제2의 형태는, 폐기물과 함께 오니를 소각로에 장입하고, 650℃이하의 연소배출가스가 유통하는 배출가스 유로 구역으로 질소화합물을 취입하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각방법이다.
이 형태에서는, 폐기물과 함께 오니의 소각을 행한다. 오니의 소각에 의해, 전술한 바와 같이, 오니로부터 생성하는 질소화합물에 의해, 다이옥신류의 생성을 억제하는 효과가 얻어진다. 더욱이, 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입함으로써, 소각로 내 및 연소배출가스 유로에서 다이옥신류의 생성이 억제된다. 또, 폐기물과 오니의 소각은, 일반적으로, 각각 전용 소각설비에서 개별적으로 행해지지만, 폐기물과 오니를 함께 소각처리함으로써, 한층 설비비, 운전비가 절감된다는 장점을 누릴 수 있다.
제3의 형태는, 폐기물과 오니를 소각로에 장입할 때에, 폐기물 및/또는 오니에 질소화합물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재한 폐기물 소각방법이다.
이 형태에서는, 소각로에 장입하기 전의 폐기물 또는 오니, 혹은 그 양쪽에 질소화합물을 첨가한다. 소각처리되는 하수오니 등의 오니류는 탈수처리된 것이라도, 극히 다량의 수분(65∼90wt%)을 함유하는 점토상 물질이므로, 이 탈수오니를 다량으로 장입하면, 소각로 내의 연소상태가 불량해진다. 이 때문에, 이대로는, 소요량의 질소성분을 공급하기 위한 오니를 장입할 수 없는 것이다.
이와 같은 경우에, 이 형태에서는, 별도로, 질소화합물을 첨가하여 부족한 질소성분을 보충함으로써, 연소상태를 정상적인 상태로 유지하면서, 소각노 내에서 생성하는 다이옥신류를 대폭 감소시킬 수 있다. 또, 폐기물 소각설비에서, 폐기물과 오니를 혼합연소하면, 전술한 바와 같은, 비용절감의 장점이 생긴다.
제4의 형태는, 2차 연소후 배출가스의 열회수를 행하는 보일러를 구비한 폐기물 소각설비로서, 소각로에 장입하는 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 수단이 설치되고, 보일러 출구의 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입하는 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 형태에 의하면, 폐기물에 질소화합물을 첨가할 수 있으므로, 소각로 내에서의 다이옥신류 생성량을 감소시킬 수 있다. 또, 연소배출가스 중에 질소화합물을 취입하는 수단이 보일러 출구의 연소배출가스 유로에 설치되어 있으므로, 다이옥신류의 억제가 효율적으로 행해지는 650℃이하의 구역에 질소화합물을 취입할 수 있다. 그 결과, 연소배출가스 유로에서의 다이옥신류의 생성량을 효율적으로 감소시킬 수 있다.
제5의 형태는, 2차 연소후의 배출가스를 냉각하는 가스쿨러를 구비하는 폐기물 소각설비로서, 소각로에 장입하는 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 수단이 설치되고, 가스쿨러 출구의 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입하는 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 형태에 의하면, 폐기물에 질소화합물을 첨가할 수 있고, 또, 다이옥신류의 생성 억제가 효율적으로 행해지는 650℃이하 구역인 가스쿨러의 출구로 질소화합물을 취입할 수 있다. 이 때문에, 소각로 내부 및 연소배출가스 유로에서의 다이옥신류 생성량을 효율적으로 감소시킬 수 있다.
제6의 형태는, 제4의 형태 또는 제5의 형태에 관한 폐기물 소각설비로서, 소각로에 장입하는 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 수단에 대신하여, 소각로에 오니를 장입하는 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 폐기물 소각설비이다.
이 형태에 의하면, 질소화합물에 대신하여 오니가 소각로에 장입되므로, 오니의 소각에 의해 소각로 내에서의 다이옥신류 생성이 억제되고, 제4의 형태 또는 제5의 형태와 동일한 효과가 얻어진다.
제7의 형태는, 오니 장입수단에 질소화합물을 첨가하는 수단이 더해진 것을 특징으로 하는 제6의 형태에 관한 폐기물 소각설비이다.
이 형태에 의하면, 오니를 장입할 때, 질소화합물을 첨가하여 장입할 수 있으므로, 장입하는 오니 중의 질소성분 만으로는 다이옥신류의 생성억제효과가 불충분한 경우에, 소각로에 장입하는 질소성분을 보충할 수 있다.
또, 상기 각 형태에서, 연소배출가스 유로란, 2차 연소처리된 후의 연소배출가스가 흐르는, 열회수장치, 가스냉각장치, 배출가스 처리장치 등의 장치, 및 이들 장치를 접속하는 굴뚝 통로를 가리키는 것으로 한다.
또, 오니로는, 하수오니, 소변오니, 유기성배수를 활성오니 처리할 때에 발생하는 오니, 유기물을 포함한 배수를 고액분리할 때에 발생하는 오니, 폐쇄성수역의 하천을 준설할 때에 발생하는 오니 등을 가리킨다. 질소화합물로는, 질소를 함유하는 유기화합물 또는 무기화합물을 가리킨다. 바람직한 질소화합물의 구체적 예로는, 암모니아나 요소 등의 저렴한 화합물을 든다. 질소화합물은 기체, 액체, 고체, 또는 수용액 등의 형태로 사용가능하지만, 첨가하는 구역에 의해, 적절한 형태의 것이 선정된다.
도 27은 본 태양의 실시형태에 관한 제1예를 도시하는 설명도이다. 이 도면에 나타낸 소각설비는 화격자식 소각로를 구비한 것이다. 또, 이 도면에 도시한 소각설비에는, 보일러가 설치되어 있다. 도면 중, 810은 화격자식 소각로, 811은 도시쓰레기 등의 폐기물(880)을 노내로 장입하기 위한 폐기물 호퍼, 815는 보일러, 816은 백 필터(bag filter) 등의 집진기이다.
그리고, 소각로(810)의 부대설비로서, 소각로(810)에 장입되는 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 질소화합물 첨가수단(850)이 설치되어 있다. 이 질소화합물 첨가수단(850)은 질소화합물의 일종인 요소수용액의 저조(851), 요소공급펌프(852), 요소분무노즐(853)을 가지는 구성으로 되어 있다.
또, 배출가스 처리공정의 부대설비로서, 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입하는 질소화합물 취입수단(870)이 설치되어 있다. 이 질소화합물 취입수단(870)은, 암모니아 가스의 홀더(871), 유량조절계(872), 및 도시되지 않은 분무노즐을 가지는 구성으로 되어 있다. 암모니아 가스의 분무노즐은 보일러(815) 출구부의 연소배출가스 유로에 삽입되어 있다.
소각로의 연소실(812)에는, 각각 반송기능을 가지는 건조단 화격자(813a), 연소단 화격자(813b), 후연소단 화격자(813c)가 계단식으로 설치되어 있다. 이와 같이 하여, 연소실(812) 내부는, 주로 장입된 폐기물(880)을 건조하는 구역(건조대), 건조된 폐기물을 연소시키는 구역(연소대), 연소상태에서 보내져 온 것을 재로 만드는 후연소를 행하는 구역(후연소대)로 구분되게 되어 있다.
상기 구성에 의한 쓰레기 소각설비에 있어서, 폐기물 호퍼(811)에 폐기물이 투입되고, 그 폐기물 위에, 요소분무노즐(853)으로부터 요소수용액이 분무된다. 요소가 첨가된 폐기물은, 폐기물 호퍼(811)로부터 연소실(812) 내로 들여보내진다.
소각로(812) 내에 있어서는, 장입된 폐기물이 상기 각 화격자 위로 반송되면서, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재로 만들어져, 배출된다. 이 때, 상류측의 화격자에서는 연소용 공기의 공급량이 억제된 운전이 행해지므로, 건조단 화격자(813a)(건조대) 및 연소단 화격자(813b)(연소대)의 일부에서는, 산소부족상태에서 연소가 행해진다.
이와 같은 불완전연소가 행해지면, 종래 기술에서는, 방향족화합물과 염소와의 반응이 일어나 다이옥신류가 생성되기 쉬워지게 되지만, 이 실시형태에 있어서는, 폐기물에 첨가된 요소가 열분해하여 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성하므로, 상기 다이옥신류의 생성반응이 억제된다.
연소실(812) 내에서 발생한 연소배출가스는, 건조단 화격자(813a) 및 연소단 화격자(813b)의 일부에서 생성한 가연성가스를 포함하고 있으므로, 2차 연소실(814)에서, 공기를 취입함으로써, 가연성가스를 연소시키는 2차 연소처리가 행해진다.
2차 연소실(814)로부터 배출된 연소배출가스는, 보일러(815)에서 열회수되어 200∼300℃정도로 냉각된 후, 집진기로 보내져 제진처리되어, 대기로 방산된다. 이 때, 질소화합물 취입수단(870)으로부터 보일러(815) 출구부의 연소배출가스 유로에 암모니아 가스의 취입이 행해진다. 이 암모니아 가스의 취입에 의해, 연소배출가스 유로에서 생성되는 다이옥신류가 감소한다.
상기한 바와 같이, 소각로에 배출가스 유로로 질소화합물을 장입함으로써, 소각로와 배출가스유로의 2구역에서 생성하는 다이옥신류의 양을 감소시킬 수 있다.
도 28은 본 태양의 실시형태에 관한 제2예를 도시한 설명도이다. 도 28에 있어서, 도 27과 동일구성의 부분에 관해서는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 이 실시형태에 있어서는, 소각로의 부대설비로서, 오니 공급수단이 설치되어 있고, 폐기물 호퍼(811) 내에 폐기물과 함께 오니를 투입할 수 있게 되어 있다. 도면 중, 840은 오니 공급기이다. 또, 배출가스 처리공정의 부대설비로서, 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입하는 질소화합물 취입수단(870)이 설치되어 있다.
상기 구성에 의한 쓰레기 소각설비에 있어서, 폐기물 호퍼(811)에 투입된 폐기물과 오니가 연소실(812) 내로 들여보내진다. 소각로(812) 내에서는, 폐기물과 오니가, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재가 되어, 배출된다. 이 때, 전술한 바와 같이, 건조과정 혹은 연소과정의 초기에서, 폐기물과 함께 장입된 오니 중의 질소함유성분이 열분해하여 암모니아(NH3) 또는 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되고, 상기 다이옥신류의 생성반응의 진행이 억제된다. 이 때문에, 연소실(812)에서 발생한 연소배출가스 중의 다이옥신류의 함유량이 감소된다.
연소실(812) 내에서 발생한 연소배출가스는, 도 27 설비의 경우와 마찬가지로, 2차 연소실(814)로부터 배출되고, 보일러(815), 집진기(816)를 통해 대기방산된다. 이 때, 질소화합물 취입수단(870)으로부터 보일러(815) 출구부의 연소배출가스 유로로 암모니아 가스의 취입이 행해진다. 이 암모니아 가스의 취입에 의해, 연소배출가스의 유로에서 생성되는 다이옥신류가 감소한다.
상기와 같이, 소각로에 폐기물과 함께 오니를 장입하고, 배출가스 유로로 질소화합물을 취입함으로써, 소각로와 배출가스 유로의 2구역에서 다이옥신류의 생성이 억제된다.
도 29는 본 태양의 실시형태에 관한 제3예를 도시한 설명도이다. 도 29에 있어서, 도 27 또는 도 28과 동일구성의 부분에 관해서는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
이 실시형태에 있어서는 도 28의 구성에 더하여, 오니 공급기(840)에 질소화합물을 첨가하는 질소화합물 첨가수단(860)이 부설되어 있다. 질소화합물 첨가수단(860)은, 요소분말을 저유하는 호퍼(861), 요소공급기(862)를 가지는 구성으로 되어 있다. 도, 배출가스 처리공정의 부대설비로서, 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입하는 질소화합물 취입수단(870)이 설치되어 있다.
상기 구성에 따른 쓰레기 소각설비에 있어서는, 폐기물 호퍼(811)로 폐기물이 투입되고, 또, 오니 공급기(840)로부터 오니가 공급된다. 오니의 공급에 즈음해서는, 요소공급기(862)로부터 오니 공급기(840)로 요소분말이 공급되고, 이 요소가 혼합된 오니가 폐기물 호퍼(811)로 투입된다. 다음, 요소가 첨가된 오니와 폐기물은, 연소실(812) 내로 투입된다.
소각로(812) 내에 있어서는, 폐기물과 오니가, 건조, 연소, 후연소의 각 과정을 통해 재로 되어, 배출된다. 이 때, 전술한 바와 같이, 건조과정 혹은 연소과정의 초기에 있어서, 폐기물과 함께 장입된 오니 중의 질소함유성분과 별도로 첨가된 요소가 열분해하여 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성되고, 상기 다이옥신류의 생성반응이 억제된다. 이 때문에, 연소실(12)에서 발생하는 연소배출가스 중의 다이옥신류 함유량이 대폭 감소된다.
연소실(812) 내에서 발생한 연소배출가스는, 도 27 설비의 경우와 마찬가지로, 2차 연소실(814)로부터 배출되고, 보일러(815), 집진기(816)를 통해 대기로 방산된다. 이 때, 질소화합물 취입수단(870)으로부터 보일러(815) 출구부의 연소배출가스 유로로 암모니아 가스의 취입이 행해진다. 이 암모니아 가스의 취입에 의해, 연소배출가스 유로에서 생성되는 다이옥신류가 감소된다.
상기한 바와 같이, 소각로에 오니를 장입할 때에, 요소를 첨가하고, 소각로(810)에 장입하는 질소성분을 증가시킴으로써, 소각로 내에서 생성하는 다이옥신류를 한층 감소시킬 수 있다.
도 30은 본 태양의 실시형태에 관한 제4예를 도시한 설명도이다. 이 도면에 도시한 소각설비는 유동상식 소각로를 구비한 것으로서, 도면 중, 820은 유동상식 소각로, 830은 폐기물 공급기, 840은 오니 공급기이다. 또 825는 연소배출가스에 물을 분무하여 직접 냉각하는 가스쿨러, 826은 집진기이다.
유동상식 소각로(820) 내부는, 조업시에 바람통(821)으로부터 취입된 공기에 의해 유동층이 형성된 유동층부(823)와 그 위의 프리보드부(824)로 구분되게 되어 있다. 프리보드부(824)에는 2차 연소용의 공기를 취입하는 노즐이 설치되어 있다.
그리고, 배출가스 처리공정의 부대설비로서, 연소배출가스 유로로 질소화합물을 취입하는 수단(870)이 설치되어 있다. 이 질소화합물 취입수단(870)은, 암모니아 가스의 홀더(871), 유량조절계(872), 및 도시되지 않은 분무노즐을 가지는 구성으로 되어 있다. 암모니아 가스의 분무노즐은 가스쿨러(825) 출구부의 연소배출가스 유로에 삽입되어 있다.
상기 구성에 따른 쓰레기 소각설비에 있어서, 폐기물 공급기(830)로부터 소각로(820)로 폐기물이 장입되고, 오니 공급기(840)로부터 오니가 장입된다. 장입된 폐기물과 오니는 유동층 중에서 건조되면서 승온하여 연소한다. 유동층 내는, 공기의 취입량이 억제되어 있으므로, 본래, 종래기술에서는, 다이옥신류가 생성되기 쉬운 상태로 되어 있다. 그러나, 이 실시형태에 있어서는, 폐기물과 함께 장입된 오니 중의 질소함유 성분이 열분해하여, 암모니아(NH3) 혹은 NH2기를 가지는 화합물 등이 생성하므로, 상기 다이옥신류의 생성반응이 억제된다.
유동층부(823)에서 발생한 연소배출가스중에는 H2, CO, CH4등의 가연성가스가 포함되어 있으므로, 프리보드부(824)에서, 공기를 취입함으로써, 가연성가스를 연소시키는 2차 연소처리가 행해진다.
소각로(820)로부터 배출된 연소배출가스는, 가스쿨러(25)에서 200∼400℃ 정도까지 냉각되고, 집진기(826)로 보내져 제진처리된 후, 대기로 방산된다. 이 때, 질소화합물 취입수단(870)으로부터 보일러 가스쿨러(825) 출구부의 연소배출가스 유로로 암모니아 가스의 취입이 행해진다. 이 암모니아 가스의 취입에 의해, 연소배출가스 유로에서의 다이옥신류 생성량이 감소된다.
또, 도 27∼도 30에 있어서는, 화격자식 소각로 또는 유동상식 소각로를 구비한 폐기물의 소각설비가 도시되어 있지만, 본 태양이 적용가능한 소각로는 상기 2개 형식에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 키른식이라도 좋다.
또, 도 27∼도 30에 있어서는, 화격자식 소각로로서 화격자가 계단식으로 배치된 구조가 도시되어 있으나, 본 태양은 그 구조가 계단식에만 적용된다는 뜻은 아니고, 노내에 건조대의 기능을 가지는 부분이 설치되어 있는 것이라면 적용이 가능하다.
또, 도 27∼도 30에 있어서는 배출가스 처리공정에 설치된 질소화합물 취입수단(870)의 분무노즐이 보일러(815)의 출구부에 삽입되고, 질소화합물이 보일러(815)의 출구부에 취입되게 되어 있지만, 이것은 보일러가 설치된 경우의 하나의 예를 도시한 것이고, 질소화합물의 취입 구역은 반드시 보일러 출구에 한정되지 않는다. 가스쿨러를 설치한 설비에서도, 질소화합물의 취입구역은 반드시 가스쿨러 출구에 한정되지는 않는다. 이와 같이, 질소화합물의 취입구역은 반드시 보일러 또는 가스쿨러의 출구로 한정되는 것은 아니고, 650℃이하로 냉각된 보일러의 적당한 구역, 혹은 가스쿨러 중으로 취입해도 좋다.
또 도 27의 설비에 있어서는, 소각로에 장입하기 전 피소각물에 첨가하는 요소가 수용액 상태에서 폐기물에 첨가되고, 도 29의 설비에 있어서는 요소가 분말상태로 오니에 첨가되어 있으나, 본 발명에 있어서는, 첨가할 때의 질소화합물 상태가 한정되는 것은 아니다. 질소화합물을 폐기물에 첨가하는 경우에는, 부피가 큰 다량의 폐기물에 소량의 질소화합물이 가능한 한 편중되지 않게 분포하도록 하기 위해서, 수용액으로 하여 첨가하고, 폐기물에 부착시키는 것이 좋다. 또, 질소화합물을 오니에 첨가하는 경우에는, 장입물의 수분함유량을 적게 하기 위해서, 분말상태로 첨가하는 것이 바람직하다.
도 27∼도 30의 설비에 있어서는, 배출가스 유로에 취입하는 질소화합물이 암모니아 가스이지만, 배출가스 유로에 취입하는 질소화합물이 기체상태인 것에 한정되지 않고, 예컨대, 암모니아 혹은 요소등의 수용액이라도 좋다.
(실시예 1)
화격자식 시험장치를 사용하여 폐기물을 소각한 결과에 관해서 설명한다. 폐기물의 시료로는 도시쓰레기를 사용하고, 오니의 시료로는 하수오니(수분=77wt%, N=6wt%(건량 기준))를 사용했다. 또, 배출가스 유로에 장입하는 질소화합물로는 암모니아 가스를 사용했다. 그리고, 도시쓰레기 2,000kg/H, 하수오니 200kg/H의 비율로 소각로에 장입하여 소각했다. 이 때, 장입하는 오니에 요소를 1kg/H의 비율로 첨가했다. 발생한 연소배출가스를 가스쿨러에서 냉각한 후, 배출가스 덕트 내에 암모니아 가스를 0.35Nm3/H의 유량으로 취입했다. 이 때의 배출가스 덕트 내의 온도는 약 300℃였다.
상기 조건에 따른 폐기물의 소각중에, 방산된 연소배출가스 중의 다이옥신류의 농도를 측정한 결과, 다이옥신류의 2, 3, 7, 8-TCDD 등가환산농도의 평균치는 도시쓰레기 만을 소각하고, 통상의 배출가스 처리만을 행한 경우의 값에 대하여, 약 10%에 상당하는 극히 낮은 값이었다. 이와 같이, 폐기물의 소각에 즈음하여, 폐기물과 함께 요소가 첨가된 오니를 장입하고, 배출가스 유로에 암모니아 가스를 취입함으로써, 연소배출가스 중의 다이옥신 함유량이 대폭 감소되는 것으로 확인되었다.
본 태양에 의하면, 폐기물과 함께 오니 또는 질소화합물을 소각로에 장입하여 소각하고, 질소함유성분을 열분해시켜서 다이옥신류의 생성을 억제하는 작용을 행하는 질소화합물을 발생시킴과 동시에, 연소배출가스 유로에 질소화합물을 취입하기 때문에, 소각로 내부 및 연소배출가스 유로의 2구역에서 다이옥신류의 생성량을 대폭 감소시킬 수 있다. 더욱이, 연소배출가스 유로로의 질소화합물의 취입은 연소배출가스의 온도가 650℃ 이하인 구역에서 행해지므로, 탈질소(脫窒素) 반응이 일어나기 어렵고, 다이옥신류의 생성억제가 효율적으로 행해진다.
또, 소각로에 오니 또는 질소화합물을 장입하는 장치가 설치되고, 보일러 또는 가스쿨러 출구부에 질소화합물 취입장치가 설치된 폐기물 소각설비를 사용함으로써, 다이옥신류의 생성을 억제하는 오니 또는 질소화합물을 소각로에 장입하는 것이 가능해지고, 또, 연소배출가스 유로에서의 다이옥신류 생성이 효율적으로 억제되는 구역에 질소화합물을 취입할 수 있게 되어, 상기 효과가 얻어진다.
바람직한 태양 14
본 태양은, 쓰레기를 소각로에서 소각하고, 발생하는 배출가스를 처리하여, 대기로 방출하는 폐기물 소각시스템에 있어서, 다이옥신류를 효율적으로 저감시킬 수 있는 폐기물 소각방법 및 장치에 관한 것이다.
도 35에 폐기물 소각시스템의 시스템 구성을 도시한다. 이 도면에서, 901은 폐기물 공급호퍼(901a)를 가지는 소각로, 902는, 예컨대 감온탑, 보일러, 열교환기 등으로 구성되는 감온설비, 903은 감온설비(902)에서 감온된 배출가스로부터 HCl 이나 SOx 등의 산성가스를 제거하는 배출가스 처리설비, 904는 전기집진기, 905는 유인 팬, 906은 굴뚝으로서, 이들은, 굴뚝 통로를 통해 직렬로 접속되어 있다.
이와 같은 것에서, 쓰레기 피트(pit)로부터 크레인으로 소각로에 투입된 폐기물은, 소각로(901)에서 건조되어 연소하고, 미연소성분이 완전히 연소한다. 연소후, 연소배출가스는, 노외로 배출되고, 감온설비(902), 배출가스 처리설비(903), 전기집진기(904)를 지나, 굴뚝(906)으로부터, 밖으로 배출된다.
그런데, 전기집진기(904)는, 주지한 바와 같이 가스나 더스트(dust)의 성상에 따른 영향에 좌우되지 않고, 미세한 입자의 포집(捕集)이 가능하다는 특징을 가진다. 그러나, 이와 같은 폐기물 소각시스템의 경우, 소각로(901)의 노 출구로부터 배출된 배출가스는, 감온설비(902)나 배출가스 처리설비(903)를 경유하여, 대개 300℃ 정도에서, 전기집진기(904)로 도입되어, 집진이 행해지는 것이 많다. 이 300℃ 전후의 온도는, 다이옥신이 생성되기 쉬운 온도이고, 연소배출가스를 이 300℃ 전후에서 전기집진기를 통과시키게 되면, 다이옥신 농도가 높아지고, 굴뚝(906)으로부터 배출되어진다는 문제가 있다.
본 태양의 기술적 과제는, 비교적 간단한 장치의 도입에 의해, 소각로 내의 연소상태를 일정하게 유지하여, 소각로에서의 다이옥신류 농도를 저감시키고, 또한 전기집진기부에서도, 다이옥신의 생성을 억제할 수 있게 하는 것이다.
본 태양에서의 폐기물 소각방법은, 소각로, 감온설비, 배출가스 처리설비, 전기집진기, 유인 팬, 및, 굴뚝을 통해 직렬로 접속되어 있는 폐기물 소각로 시스템에 있어서, 소각로에, 폐기물 공급호퍼와 오니 공급호퍼를 설치함과 동시에, 폐기물을 소각할 때, 오니를 혼합연소시킴과 동시에, 전기집진기를 230℃ 이하에서 운전되도록, 제어하는 집진기입구 온도제어장치를 설치하는 것이다.
또 본 태양에 관한 폐기물 소각방법은, 배출가스의 전기집진기 입구부의 온도가, 230℃ 이하가 되도록 감온설비를 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
더욱이, 전기집진기 입구부에 배출가스 온도를 검출하는 온도센서를 설치하고, 집진기입구 온도가, 230℃ 이하가 되도록, 감온설비를 제어하는 구성으로 한 것이다.
이하, 본 태양의 실시형태에 관한 폐기물 소각방법 및 이 방법에 이용되는 장치를, 도 33을 기초로 설명한다. 도 33은, 본 실시형태에 관한 폐기물 소각장치의 시스템 구성도이고, 도면 중, 전술한 종래예(도 35)와 동일 부분에는, 동일부호를 부여하고 있다.
본 실시형태의 폐기물 소각장치는, 소각로(901)에, 폐기물 공급호퍼(901a) 만이 아니고, 오니 공급호퍼(901b)를 새로이 설치함과 동시에, 전기집진기(904) 입구부에 배출가스온도를 검출하는 온도센서(7)를 설치하며, 더욱이, 온도센서(907)의 검출치가 230℃를 넘는 때, 혹은 온도센서(907)의 검출치가 230℃를 넘지 않는 단계라도 상승이 급격하면, 감온장치(902)를 제어하여 고온배출가스의 온도하강도를 크게 하는 것으로서, 전기집진기(904)가 230℃ 이하에서 운전되도록 제어하는 집진기입구 온도제어장치(908)를 설치하고 있다.
감온설비(902)는, 여기서는 고온배출가스를 물 분무 분위기 중을 통과시키는 것으로서, 그 가스온도를 내리는 방식의 감온 탑(塔)으로 구성되어, 집진기 입구온도 제어장치(908)로부터, 물 분무 증가지령이 있으면, 그 물 분무량이 많아지게 구성되어 있다.
다음, 이를 한층 상세히 기술하면서 본 실시형태를 이용하여 폐기물을 소각하는 방법에 관해서, 설명한다. 우선, 쓰레기 피트로부터 크레인으로 폐기물을 반송하여 공급호퍼(901a)로부터, 소각로(901) 내에 투입함과 동시에, 오니 공급호퍼(901b)로부터 예컨대, 하수처리공정 등에서 발생한 유기성 오니를 투입한다. 소각로(901) 내에 투입된 오니와 폐기물은, 노내에서 건조되고, 착화하여 혼합연소되고, 배출가스는, 노 출구로부터 하류로 보내진다. 이에 의해, 폐기물 만을 소각시키는 경우와 비교하여, 다이옥신 농도가 감소된다.
다이옥신류를 억제하는 이유에 관해서는, 다른 태양에서 전술하고 있으므로, 생략한다.
본 태양에 의해, 폐기물과 오니를 혼합연소시킬 때, 전기집진기(904)를 사용하고, 그 운전온도를 내리면, 다이옥신류 온도가 저하하는 것을 발견했다. 이는, 다이옥신류가 생성되기 쉬운 300℃ 근방의 영역을 피하여 저온에서 운전함으로써, 다이옥신 생성이 억제되기 때문인 것으로 생각된다. 본 발명자들의 실험연구에 의해 얻어진 이상의 결과를 나타낸 것이, 도 34의 그래프이다. 이는, 전기집진기(904) 입구와 출구 사이에서의 다이옥신 증가율의 관계를 나타낸 그래프로서, 종축에 다이옥신 증가율, 횡축에 전기집진기 입구온도를 나타내고 있다.
이 결과로부터, 전기집진기 온도를 230℃이하, 바람직하게는, 210℃이하로 하면, 전기집진기(904) 내에서, 다이옥신류 농도가 증가하지 않고, 효율적으로 다이옥신류 농도를 저감시킬 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 전기집진기 입구에 설치한 온도센서(7)와, 집진기입구 온도제어장치(8)에 의해, 배출가스 온도를 감시하고, 온도센서(7)의 검출치가 230℃를 넘을 때, 혹은, 온도센서(907)의 검출치가 230℃를 넘지 않는 단계라도 온도상승이 급격하면, 집진기입구 온도제어장치(908)로부터 감온설비(902)에 대하여, 물분무 증가지령을 출력시켜서, 감온설비(902)의 물 분무량을 많게 하여, 고온배출가스의 온도하강도를 크게 함으로써, 전기집진기(4)의 운전시 온도를 230℃ 이하가 되도록 관리하여, 다이옥신류를 저감시킬 수 있으며, 이 효과와 오니공급에 의한 다이옥신류 물질 저감효과와의 상승효과에 의해, 한층 효율적으로, 다이옥신류 농도를 저감시킬 수 있다.
또, 시스템 전체를 자동제어하고 있는 경우, 온도센서(907)의 검출치를 운전 파라메터의 하나로, 넣으면 된다.
전기 집진기(904)로부터, 미세한 입자가 포집, 제거되고, 정화된 공기는, 굴뚝(906)으로부터, 대기로 방출된다.
본 태양의 효과를 검증하기 위해서, 도시쓰레기와 오니를 화격자 소각로에서 소각하고, 감온탑에서 배출가스를 210℃까지 감온하여, 전기집진기에서 집진을 행한 경우에서의 다이옥신류 농도와, 도시쓰레기 만을 소각하여 전기집진기를 270℃에서 운전한 경우에서의 다이옥신류 농도를 비교해 본 결과, 본 태양에 의한 전자의 것이, 후자의 것보다도, 다이옥신류 농도가 약 90% 저감되는 것으로 확인되었다.
상술한 바와 같이, 본 태양에 따르면, 소각로, 감온설비, 배출가스 처리설비, 전기집진기, 유인 팬 및 굴뚝을, 굴뚝 통로를 통해 직렬로 접속하게 되는 폐기물 소각시스템에 있어서, 폐기물을 소각할 때, 오니를 혼합연소시킴과 동시에, 전기집진기가 230℃ 이하에서 운전되게 한 것이므로, 효율적으로 다이옥신류의 발생을 저감시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 폐기물 소각방법 및 그 장치는, 화격자식 소각로, 유동상식 소각로 내에서, 폐기물, 오니, 플라스틱, 쓰레기 고형연료, 유황함유물 등을 혼합연소시키고, SOx 농도에 기초하여 연소제어를 행하는 것, 더욱이, 질소화합물을 생성하는 것에 의해 다이옥신류의 생성을 억제하는 효과가 있어, 그 산업상의 효과는, 극히 큰 것이다.

Claims (61)

  1. 수분 65-90 중량%, 건조상태에서의 유황성분 0.1-2.0 중량%,
    질소성분 1-10 중량%인 오니를 준비하는 공정;
    저위발열량 3,000-6,000kcal/kg, 수분 1-20 중량%의 쓰레기 고형연료와, 저위발열량 1,500-4,000 kcal/kg, 수분 30-70 중량%의 도시쓰레기 등 일반폐기물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나를, 준비하는 공정; 및
    폐기물 소각로 내에서, 상기 오니와, 상기 고형연료 또는 상기 도시쓰레기 등 일반폐기물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나를, 혼합연소시키는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오니와 상기 쓰레기 고형연료의 혼소율(混燒率)은, 10-70%인 폐기물 소각방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오니와 상기 일반 폐기물의 혼소율은, 10-40%인 폐기물 소각방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 폐기물 소각로는 유동상로인 폐기물 소각방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 폐기물 소각로는 화격자로인 폐기물 소각방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 폐기물 소각로는 유동상로인 폐기물 소각방법.
  7. 오니와, 저위발열량이 4,500kcal/kg 이상의 폐플라스틱을 준비하는 공정;
    폐기물 소각로 내에서, 상기 오니와 상기 폐플라스틱을, 혼합연소하는 공정; 및
    상기 폐기물 소각로의 노 출구온도를 900-1,200℃, 산소농도를 3-12%로 제어하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 폐기물 소각로는 유동상(流動床)을 가지는 노(爐)로서, 유동층을 형성하는 사층(砂層)의 온도는 380-450℃인 폐기물 소각방법.
  9. 폐기물 소각로에서, 폐기물 및 오니를 혼합연소하는 공정;
    상기 폐기물 소각로에서, 연소배출가스 SOx 농도를 계측하는 공정;
    상기 SOx 농도의 계측치에 기초하여, 상기 오니의 공급량과 상기 폐기물의 공급량 중 적어도 하나를 제어하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 폐기물 소각로는, 유동상을 가지는 노인 폐기물 소각방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 연소배출가스 SOx 농도는 100-2,000ppm 이고, 상기 SOx 농도는 노내 혹은 노출구에서 측정되는 폐기물 소각방법.
  12. 폐기물 소각로에서, 폐기물 및 유황성분 함유물을, 혼합연소하는 공정;
    상기 폐기물 소각로에서, 연소배출가스의 SOx 농도를 계측하는 공정; 및
    상기 SOx 농도의 계측치에 기초하여, 상기 유황성분 함유물의 공급량과 상기 폐기물의 공급량 중, 적어도 하나를 제어하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 폐기물 소각로는, 유동상을 가지는 노인 폐기물 소각방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 연소배출가스 SOx 농도는 100-2,000ppm 이고, 상기 SOx 농도는 노내 혹은 노 출구에서 측정되는 폐기물 소각방법.
  15. 폐기물 소각로에서, 유황성분 함유물과 쓰레기 고형연료를 혼합연소하는 공정; 및
    상기 폐기물 소각로에서, 연소배출가스의 SOx 농도를 계측하고, 상기 SOx 농도의 계측치에 기초하여 상기 유황성분 함유물의 공급량과 쓰레기 고형연료의 공급량 중, 적어도 어느 하나를 제어하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 연소배출가스 SOx 농도는, 노내, 노 출구 혹은 굴뚝에서 측정되는 폐기물 소각방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 폐기물 소각로는 유동상을 가지는 노이고, 상기 굴뚝에서의 상기 SOx 농도는 50-400ppm 인 폐기물 소각방법.
  18. 오니, 폐기물 소각로로의 공급라인 중 어느 하나에, 유황성분 함유분말을 공급하는 공정;
    폐기물 소각로 내에서, 상기 오니와 상기 폐기물을 혼합연소하는 공정; 및
    상기 폐기물 소각로에서 연소배출가스의 SOx 농도를 계측하고, 상기 SOx 농도의 계측치에 기초하여 상기 유황성분 함유분말의 공급량을 제어하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 연소배출가스 SOx 농도는 노내, 노 출구 혹은 굴뚝에서 측정되고, 상기 굴뚝에서의 상기 SOx 농도는 50-400인 폐기물 소각방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 폐기물 소각로는, 유동상을 가지는 노인 폐기물 소각방법.
  21. 오니, 유황성분 함유량의 적어도 어느 하나를 분산하여 폐기물소각로의 쓰레기 호퍼에 공급하는 공정; 및
    상기 폐기물과, 상기 오니 및 상기 유황성분 함유물의 적어도 어느 하나를 상기 폐기물 소각로에서 혼합연소하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 공급공정은, 상기 오니 및 상기 유황성분 함유물의 적어도 어느 하나를, 가스와 혼합하여 상기 쓰레기 호퍼에 분산공급하는 것으로 이루어지는 폐기물 소각방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 오니 및 상기 유황성분 함유물의 적어도 어느 하나를 상기 쓰레기 호퍼에 분산공급하는 방법은, 상기 쓰레기 호퍼에 상기 폐기물을 투입하는 쓰레기 크레인의 투입시점에 맞추어 행하는 폐기물 소각방법.
  24. 제21항에 있어서, 상기 오니 및 상기 유황성분 함유물의 적어도 어느 하나를 상기 쓰레기 호퍼에 분산공급하는 방법은, 상기 폐기물 소각로의 운전정지의 적어도 1시간 전에 정지되는 폐기물 소각방법.
  25. 오니, 유황성분 함유물의 적어도 어느 하나를 분산하여, 폐기물 소각로의 건조단 화격자 상에 공급하는 공정; 및
    상기 폐기물과, 상기 오니 및 상기 유황성분 함유물의 적어도 어느 하나를, 상기 폐기물 소각로 내에서 혼합연소하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 공급하는 공정은, 상기 오니 및 상기 유황성분 함유물의 적어도 어느 하나를, 가스와 혼합하여 상기 건조단 화격자 상에 분산공급하는 것으로 이루어지는 폐기물 소각방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 오니 및 상기 유황성분 함유물의 적어도 어느 하나를, 상기 건조단 화격자 상에 분산공급하는 방법은, 상기 폐기물 소각로의 운전정지의 적어도 1시간 전에 정지되는 폐기물 소각방법.
  28. 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 공정;
    상기 폐기물을 소각로에 장입하는 공정;
    상기 폐기물을 상기 소각로 내에서, 소각하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 폐기물과 함께 오니를 상기 소각로에 장입하고, 상기 소각로의 출구 이후의 상기 연소배출가스 유로에 상기 질소화합물을 취입하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  30. 제28항에 있어서, 상기 폐기물과 오니를 상기 소각로에 장입하기 전에, 상기 폐기물 및 상기 오니 중 적어도 하나에, 상기 질소화합물을 첨가하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  31. 제28항에 있어서, 상기 소각로에 설치된 폐기물 호퍼 내에 투입되어 있는 상기 폐기물과 상기 오니에, 상기 질소화합물을 첨가하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  32. 폐기물을 화격자 소각로 내의 건조대에, 장입하는 공정;
    장입된 상기 폐기물에, 질소화합물을 첨가하는 공정;
    상기 질소화합물이 첨가된 상기 폐기물을, 소각하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 장입하는 공정은, 상기 폐기물과 함께 오니를 상기 소각로에 장입하는 공정으로 구성되는 폐기물 소각방법.
  34. 폐기물을 유동상 소각로 내에 장입하는 공정;
    상기 폐기물을 상기 소각로 내에서, 연소시키는 공정;
    상기 유동상의 상부에 위치하는 프리보드부의 2차 연소전의 구역에, 상기 질소화합물을 취입하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  35. 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 공정;
    상기 폐기물을 소각로에 장입하는 공정;
    상기 폐기물을 연소시키는 공정;
    650℃이하의 연소배출가스가 유통하는 배출가스 유로의 구역에 상기 질소화합물을 취입하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 장입하는 공정은, 상기 폐기물과 함께 오니를 상기 소각로에 장입하는 공정으로 이루어지는 폐기물 소각방법.
  37. 소각로, 감온설비, 전기집진기를 가지는 폐기물 소각장치를 준비하는 공정;
    상기 폐기물을, 오니와 혼합연소시키는 공정; 및,
    상기 전기집진기 입구부에서의 배출가스온도가 230℃ 이하가 되도록 감온설비를 제어하는 공정을 포함하는 폐기물 소각방법.
  38. 폐기물 소각장치 내에 위치하는 소각로;
    상기 소각로 내에서 폐기물과 오니를 혼합연소하기 위한, 폐기물 공급장치 및 오니 공급장치;
    노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 계측하기 위한 SOx 농도계; 및, 상기 SOx 농도에 기초하여 상기 오니 및 상기 폐기물의 공급량 중, 적어도 하나를 제어하기 위한 제어장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 소각로는 유동상로인 폐기물 소각장치.
  40. 폐기물 소각장치 내에 위치하는 소각로;
    상기 소각로 내에서 유황성분 함유물과 폐기물을 혼합연소하기 위한, 유황공급장치 및 폐기물 공급장치;
    노내 또는 노 출구의 SOx 농도를 계측하기 위한 SOx 농도계; 및,
    상기 SOx 농도에 기초하여 상기 유황성분 함유물 및 상기 폐기물의 공급량 중, 적어도 하나를 제어하기 위한 제어장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 소각로는, 유동상로인 폐기물 소각장치.
  42. 폐기물 소각장치 내에 위치하는 소각로;
    상기 소각로 내에서 유황성분 함유물과 쓰레기 고형연료를 혼합연소하기 위한, 상기 유황성분 함유물의 공급장치 및 상기 쓰레기 고형연료의 공급장치;
    노내, 노 출구 또는 굴뚝의 SOx 농도를 계측하는 SOx 농도계; 및,
    상기 유황성분 함유물 및 상기 쓰레기 고형연료의 공급량 중 적어도 하나를 제어하는 제어장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  43. 제42항의 장치에 있어서, 상기 소각로는 유동상로인 폐기물 소각장치.
  44. 폐기물 소각장치 내에 위치하는 소각로;
    상기 소각로로의 오니의 공급장치 및 폐기물의 공급장치; 및
    상기 오니 및 상기 폐기물의 소각로로의 공급라인에 부설된 유황성분 함유분말 공급장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  45. 제44항에 있어서,
    노내, 노 출구 또는 굴뚝의 SOx 농도를 계측하는 SOx 농도를 계측하는 SOx 농도계; 및
    상기 SOx 농도계의 계측치에 기초하여, 상기 유황성분 함유분말의 공급량을 제어하는 제어장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  46. 제44항에 있어서, 상기 소각로는 유동상로인 폐기물 소각장치.
  47. 폐기물과 함께, 오니 및 유황성분 함유물의 적어도 하나를, 혼합연소하기 위한 소각로;
    상기 소각로에 부착한 쓰레기 호퍼; 및
    상기 오니 및 상기 유황성분 함유물의 적어도 하나를, 분산하여, 상기 쓰레기 호퍼에 공급하기 위한 분산공급기를 포함하는 폐기물 소각장치.
  48. 폐기물과 함께, 오니 및 유황성분 함유물의 적어도 하나를, 혼합연소하기 위한 소각로;
    상기 소각로 내에 위치하는 건조단 화격자; 및 상기 오니 및 상기 유황성분 함유물의 적어도 하나를, 분산하여, 상기 건조단 화격자의 상부에 공급하기 위한 분산공급기를 포함하는 폐기물 소각장치.
  49. 소각로에 장입된 폐기물에 질소화합물을 첨가하는 장치;
    연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입하는 장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 소각로에 오니를 장입하는 오니 공급기; 및,
    상기 오니 장입장치 내에 설치된 질소화합물 첨가장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  51. 화격자를 가지는 소각로, 및,
    상기 소각로 내의 상기 화격자 상부의 건조대에, 질소화합물을 공급하는 질소화합물 첨가장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  52. 제51항에 있어서, 상기 소각로에 오니를 장입하는 오니 공급기를 포함하는 폐기물 소각장치.
  53. 유동상을 가지는 소각로; 및,
    상기 유동상의 상부에 위치하는 프리보드부의 2차 연소전(燃燒前)의 구역으로 질소화합물을 취입하는 질소화합물 첨가장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 소각로에 오니를 공급하기 위한 오니 공급기를 포함하는 폐기물 소각장치.
  55. 상기 폐기물 소각장치 내에 위치하는 소각로;
    상기 소각로에 장입하는 상기 폐기물에 첨가하기 위한 질소화합물 첨가장치;
    가스 흐름방향에 대하여, 상기 소각로의 후방에 위치하는 열회수용 보일러; 및,
    상기 보일러 출구의 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입하는 장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  56. 상기 폐기물 소각장치 내에 위치하는 소각로;
    상기 소각로에 장입하는 상기 폐기물에 첨가하기 위한 질소화합물 첨가장치;
    가스 흐름방향에 대하여, 상기 소각로의 후방에 위치하는 가스쿨러;
    상기 가스쿨러 출구의 연소배출가스의 유로에 질소화합물을 취입하는 장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  57. 제55항에 있어서, 상기 소각로에 오니를 장입하는, 오니 공급기를 포함하는 폐기물 소각장치.
  58. 제56항에 있어서, 상기 소각로에 오니를 장입하는, 오니 공급기를 포함하는 폐기물 소각장치.
  59. 제55항에 있어서, 상기 오니 공급기에 상기 질소화합물을 첨가하기 위한 첨가장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  60. 제56항에 있어서, 상기 오니 공급기에 상기 질소화합물을 첨가하기 위한 첨가장치를 포함하는 폐기물 소각장치.
  61. 소각로, 감온설비, 배출가스 처리설비, 전기집진기, 유인 팬, 및 굴뚝을, 굴뚝통로를 통해 직렬로 접속하게 되는 폐기물 소각장치; 및,
    상기 소각로에 설치된 폐기물 공급호퍼;
    상기 소각로에 설치된 오니 공급호퍼;
    상기 감온설비 및 상기 전기집진기 사이를 연결하는 상기 전기집진기 입구 배출가스 온도제어장치; 및,
    상기 집진기 입구온도 제어장치 내에 설치된, 전기집진기 입구온도 검출용 배출가스온도 검출용 온도센서를 포함하는 폐기물 소각장치.
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