KR20010082743A - 가연성쓰레기의 가스화용융로 및 가스화 용융방법 - Google Patents

Abstract

고로(2)내에 가연성쓰레기 및 코크스를 공급하여, 이것들의 가연성물질에 대한 화학양론적 공기량이하의 분위기에서 가연성쓰레기를 연소 및 가스화하고, 잔류물을 용융슬래그로 하여 로외로 배출하는 가연성쓰레기의 가스화용융로로서, 로저부에 형성된 코크스층(25)을 향하여 열공기를 취입하는 플라즈마 토치(11)와, 코크스층(25)상에 퇴적된 가연성쓰레기층(26)을 향하여 공기를 취입하는 공기공급수단 (3,4)을 포함한다.

Description

가연성쓰레기의 가스화용융로 및 가스화 용융방법{Melting furnace for gasifying inflammabile waste and melting method for gasifying the same}

본 발명은 가연성쓰레기를 로내에서 연소 및 가스화하고, 그 잔류물을 용융슬래그로 하여 배출하는 가연성쓰레기의 가스화 용융방법, 및 그것에 사용하는 가스화 용융로에 관한 것이다.

종래부터 도시 쓰레기가나 하수오니 등의 유기화합물을 함유하는 가연성쓰레기는 스토우커(stoker)로나 유동상로(流動床爐)에서 소각처리하여, 그 소각재를 매립하여 처리하는 것이 일반적으로 행해지고 있었다. 그러나 최근 매립하여 처분하는 소각재의 용적이 아직 충분히 감소하지 않은 점, 소각재를 매립하여 처분할 때에 비산하여 주위의 환경에 악영향을 끼치는 점 등 때문에, 소각재를 용융슬래그화하여 그것을 매립하여 처분하는 것이 추천되고 있다.

가연성쓰레기를 건조, 열분해 및 연소용융하는 가스화용융로는, 키룬방식, 유동상방식 및 고로방식으로 대별된다. 키룬방식과 유동상방식은 연소보조재료를 이용하지 않고 쓰레기가 갖는 열량을 이용하여 쓰레기를 용융하기 때문에, 운전경비는 적어 경제적이지만, 파쇄나 건조등의 쓰레기의 전처리가 필요하고 게다가 처리흐름이 복잡한 점 때문에, 처리설비전체로 보면, 건설비가 높게 된다는 문제점이 있다. 또 처리흐름이 복잡하기 때문에, 운전이나 보수에 숙련과 많은 인력이 요구된다는 문제점도 있다.

운전이나 보수의 관점에서 고로가 바람직하다. 고로는 코크스를 필요로 하지만 파쇄나 건조등의 쓰레기의 전처리가 불필요하고, 나아가 처리흐름이 비교적 간단하기 때문에 처리설비전체의 건설비를 낮출 수 있다는 이점이 있다. 고로방식에서 사용하는 코크스의 양은 쓰레기 1 톤당 100 kg 정도이다.

고로에서는, 도7에 보여진 바와 같이 로체(2)의 정상부에서 가연성쓰레기 및 코크스를 공급하는 톱 차지식 고로와, 도1에 보여진 바와 같이 로체(2)의 측면으로부터 가연성쓰레기를 공급하는 사이드차이지식 고로가 있다.

도7에 보여진 톱 차지식 고로의 경우, 로체(20)의 정상부에 설치된 공급구(5)에 푸셔(pusher)(6)가 연결되어 있고, 푸셔(6)에는 가연성 쓰레기공급장치(7)와 코크스 공급장치(8)이 연결되어 있고, 그리고 푸셔(6), 가연성쓰레기공급장치(7) 및 코크스공급장치(8)에 의해 공급장치(60)가 구성되어 있다. 로체(2)의 로저부(22)에는 로체(2)내와 연통된 용융슬래그배출구(23)이 설치되어 있다. 로체(2)의 상부 근방에 폐기가스구(9)가 설치되어 있고, 배기가스구(9)에 연결하여 2차 연소로(10), 1차 냉각탑(11), 열교환기(12), 2차 냉각탑(13) 및 집진기(14)가 연결되어 있고, 집진기(14)뒤는 유인팬 및 배기탑(도시하지 않음)이 연결되어 있다.

톱차아지식 고로는, 공급장치(60)을 높은 위치에 가지고 있기 때문에 건물의 지붕을 높게 할 필요가 있다. 또한 가연성쓰레기 및 코크스는 마루위 또는 지하피트(pit) 등의 낮은 위치에 저장되므로, 높은 위치에 설치된 공급장치(60)로 반송하기 위한 컨베이어, 크레인 등의 반송설비가 대규모로 되고, 설치비, 운반비도 크게 된다. 또 공급장치(60)와 같이 진동을 일으키는 중량기기를 높은 위치에 설치하기 때문에, 그것을 지지하는 가대 등도 고가의 것으로 되어, 코스트상 불리하다. 이러한 고로에서는 높이를 억제하기 위하여 통상 2차 연소로(10)는 로체(2)의 정상부로부터 수평덕트(28)를 거쳐서 로체(2)에 인접하여 설치되지만 연소가스의 흐름이 수평으로 되는 위치에 공급구(5)가 있기 때문에, 공급된 가연성쓰레기중 더스트 등의 소편이고 비중이 작은 것은 연소가스와 함께 2차연소로(10)에 유입되고, 그 일부는2차 연소로(10)내에서 용융하여 클링커로 되어, 2차 연소로(10)내의 로벽에 부착되어, 로벽손상의 원인으로 된다. 더우기는 1차냉각탑(11)으로 유출되는 더스트도 있어, 1차냉각탑(11)이하의 처리에 바람직하지 않은 영향을 준다.

이에 대하여, 사이드차아지식 고로에서는, 비교적 낮은 위치에 공급장치(60)가 설치되어 있으므로, 건물의 지붕을 높게 할 필요가 없어, 컨베이어, 크레인 등의 반송설비도 대규모인 것이 아니게 된다. 또한 연소가스의 흐름이 위방향으로 되는 위치에 공급구(5)가 있기 때문에 공급된 가연성쓰레기내, 더스트 등의 소편이고 비중이 작은 것이 연소가스와 함께 2차 연소로(10)로 유입되는 비율은 작다. 그 때문에 사이드차아지식 고로의 편이 바람직하다.

또한, 소각로로부터 배출된 소각재를 용융 슬래그화하는 경우, 별도의 가스화 용융로에서 용융 가스화하는 시스템과, 가연성 쓰레기를 하나의 로 내에서 용융 슬래그화까지 하는 2종류의 시스템이 있다.

가연성쓰레기를 하나의 로 내에서 용융 슬래그화하는 시스템은, 일본국 특허 공고 소 56-2243호, 일본국 특허 공고 소 60-11766호, 일본국 특허 공개 평 2-298717호 및 일본국 특허 공개 평 4-124515호에 기재되어 있다. 일본국 특허 공고 소 56-2243호, 일본국 특허공고 소 60-11766호에 기재된 가스화용융로는 코크스 및 가연성 쓰레기의 연소를 가열원으로 하여, 그것을 연소시키기 위하여 부유산소공기를 공급하는 것이고, 용융 슬래그는 간헐적으로 배출된다. 그러나 이것들의 가스화 용융로로는 부유산소공기를 만들기 위한 별도의 장치가 필요하게 되고, 또한 용융 슬래그를 간헐적으로 배출하려면 배출구를 개폐하는 작업이 필요하다.

일본국 특허 공개 평2-298717호 및 일본국 특허 공개 평 4-124515호에 기재된 가스화 용융로는 코크스의 연소와 플라즈마토치로부터의 열풍을 가열원으로 한다. 그러나, 이것들의 가스화 용융로와 가열 쓰레기 등을 연소시키기 위한 공기를 빨아들이는 공기 공급 수단을 별도로 가지고 있지만, 이를 위한 가연성 쓰레기의 연소열을 거의 이용할 수 없기 때문에, 코크스 또는 플라즈마토치의 전력 등의 보조열원을 크게 하지 않으면 아니 되는 문제가 있다.

고로 방식에서 코크스의 사용량을 저감한 가스화 용융로로서, 로 바닥부의 내경을 작게 하여 세로로 긴 코크스 베이스로 하고, 불연물(무기물 찌꺼기, 회분)이 코크스 베이스에 도달하는 동안에 쓰레기의 건조 및 열분해와 가연분 찌꺼기의 연소를 완료시키고, 불연물(무기 찌꺼기, 회분)만을 코크스 베이스로 들어오게 하는 것이 제안되어 있다(일본국 특허 공개 평 8-94035호). 이 가스화 용융로는, 코크스 베이스 내에서는 불연물의 연소만을 실행하고 코크스에 의한 고온연소를 유지하며, 코크스의 사용량의 저감을 도모한다. 그러나, 고로 방식은 가연분 찌꺼기가 코크스 베이스에 다다를 동안에 가연분 찌꺼기를 연소시키며, 게다가 용융 슬래그의 유동성을 가지기 때문에, 코크스를 적극적으로 연소시키고 코크스 베이스를 고온으로 유지할 필요가 있다. 이를 위하여, 공기 공급 수단으로부터 대량의 공기를 공급하면, 로 내의 압력이 높게 되며, 연속적인 찌꺼기의 배출이 곤란하게 된다. 배출구를 항상 개방해 놓으면, 로 내 압력의 상승에 의하여, 슬래그와 동시에 노 내의 산소를 함유한 고온 가스가 대량으로 배출하고, 로 저부의 환원성 분위기를 유지할 수 없게 되고, 배출구의 막힘이 발생한다. 또한, 열량의 손실도 크게 되며코크스 소비량이 증대한다. 또한, 간헐적인 찌꺼기의 배출로는 이와 같은 문제점은 발생되지 않지만 머드 건(mud gun)등을 사용한 번잡한데다가 위험한 배출구의 개폐 작업이 필요하게 된다.

고로 방식의 가스화 용융로는 일반적으로 가동률이나 열효율을 높이기 위하여 가능한 한 로의 운전을 멈추지 않고 연속 운전을 하고, 로의 점검이나 로벽의 보수 등이 필요할 때에만 운전을 정지한다. 이와 같은 연속 운전은 토요일, 일요일, 축제일 등의 휴일도 운전 작업자를 근무시키지 않으면 안 되는 운전 및 관리비용의 증대를 초래한다는 문제가 있다. 휴일에 로의 운전을 정지하는 경우는, 예를 들면, 토요일과 일요일에 정지시키면 로의 첫 동작이 매주 필요하게 된다. 로 저부의 코크스는 차가워져 응고한 슬래그로 덮여 있기 때문에 코크스에 점화하는 것이 어렵고, 로가 안전하게 찌꺼기를 배출할 수 있도록 되기까지 긴 시간이 필요하게 되고, 로의 가동률이 크게 저하된다. 그 결과, 로의 처리 능력을 미리 크게 설계해 놓을 필요가 있다.

고로식 가스화 용융로에서는, 로 정상으로부터 배출되어 있는 열 가스의 온도는 200~300℃ 이지만, 로체의 내경(D)에 비례해서 가연성 쓰레기의 퇴적 높이(H)가 크게 되면, 가연성 쓰레기의 퇴적층의 상부는 비교적 저온이기 때문에, 퇴적층 안에 포함되는 수지 등이 반 용융 상태로 융착하여 이른바「브리지 현상」이 생기기 쉽다. 「브리지 현상」이라는 것은 로 내의 가연성 쓰레기가 무언가의 원인으로 브리지를 형성하고, 그것보다 위에 있는 가연성 쓰레기를 지탱하고 가연성 쓰레기의 로 저부로 향하는 움직임을 저지하는 현상이다. 이 지붕이 허물어져 떨어질 때에 로 내에서 폭발적인 연소가 일어나고, 로의 몸체 등을 손상시키는 위험성이 있다. 또한, 가연성 쓰레기의 퇴적 높이가 크기 때문에, 그곳의 통풍 저항이 크게되어, 로 저부에 있어서의 로의 내압이 정격 압력에서 1500 mmAq 정도 크게된다. 그 결과, 용융 슬래그 배출구로부터 용융 슬래그의 분출이 생기며, 위험하다.

따라서, 본 발명의 목적은 용융 슬래그를 연속적으로 배출할 수 있고, 외부로부터 가해지는 보조열원이 적게 소모되는 가연성쓰레기의 가스화 용융로를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 저비용으로 2차 연소로 내의 로벽 손상이나 1차 냉각탑 이후의 처리에의 악영향도 적은 고로 방식의 가스화 용융로를 제공한다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은, 가연성쓰레기에서의 고온가스의 편류를 적게 함에 의해 운전비, 나아가서는 설비비의 증대를 방지한 고로방식의 가스화 용융로를 제공하는 것이다.

본 발명은 또 다른 하나의 목적은 브리지현상의 발생을 억제하고, 로저부의 로내압을 작게 할 수 있고, 용융슬래그의 취출을 방지할 수 있는 가연성쓰레기의 가스화용융로를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 시작시간을 단축함에 의해 간헐운전을 하여도 로의 처리능력의 저하를 최소한으로 억제할 수 있는 가연성쓰레기의 용융처리방식을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 NOx 및 다이옥신의 발생을 억제할 수 있고, 또한 비산재의 용융 부착이 적은 가연성쓰레기의 가스화용융방법을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가연성쓰레기의 가스화 용융장치를 보여주는 개략도.

도2는 도1의 가연성쓰레기의 가스화 용융로를 보여주는 단면도.

도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스화용융로를 보여주는 단면도.

도4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가연성쓰레기의 가스화 용융로를 보여주는 단면도.

도5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가연성쓰레기의 가스화 용융로를 보여주는 단면도.

도6은 도5의 A-A 단면도.

도7은 종래의 가연성쓰레기의 가스화용융장치를 보여주는 개략도.

본 발명의 가연성쓰레기의 가스화용융로는, 고로내에 가연성쓰레기 및 연소보조재료를 공급하고, 그것들의 가연물질에 대한 화학양론적 공기량이하의 분위기하에서 상기 가연성쓰레기를 연소 및 가스화하고, 잔류물을 용융슬래그로 하여 로외에 배출하는 것으로, 로저부에 형성된 연소보조재료층을 향하여 열공기를 취입하는 플라즈마토치와, 연소보조재료층상에 퇴적된 가연성쓰레기를 향하여 열공기를 취입하는 공기공급수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 하나의 실시예에서는, 고로는 가연성쓰레기와 연소보조재료를 함유함과 동시에 가연성쓰레기를 주체로 하는 제 1 영역(쓰레기·부유층)과, 상기 제 1 영역 보다도 연소보조재료를 많이 함유하는 제 2 영역(쓰레기·코크스 혼재층)과, 연소보조재료를 주체로 하는 제 3 영역(코크스·부유층)을 가지고, 상기 제 1 영역 또는 상기 제 2 영역에 상기 공기공급수단이 설치되어 있고, 상기 제 3 영역에 플라즈마토치가 설치되어 있다. 고로는 또한 연소보조재료가 충전된 로상부(爐床部)를 갖는다. 로저부에 용융슬래그를 연속적으로 배출하는 용융슬래그배출구를 갖는다.

고로의 측면에 가연성쓰레기 또는 가연성쓰레기 및 연소보조재료의 공급구가 설치되어 있고, 상기 공급구 직하의 고내에 돌출부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 돌출부의 고로내로의 연장한 크기는 쓰레기·부유층의 로내반경(D/2)의 1/2이하인 것이 바람직하다.

로저로부터 퇴적된 가연성쓰레기의 상면까지의 높이를 H라 하고, 가연성쓰레기층의 상면에서의 로체의 내경을 D라 한 경우, H/D가 2이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 고로에 2차 연소로가 연결되어 있고, 고로내의 가연성쓰레기보다 위쪽공간과 2차연소로의 입구 근방에 각각 제 1 추가 공기공급수단 및 제 2 추가 공기공급수단을 갖고, 제 1 추가 공기공급수단으로부터 고로내를 화학양론적 공기량이하로 유지하도록 공기를 제공하여 가스를 연소시키고, 제 2 추가 공기공급수단으로부터 2차 연소로내를 화학양론적공기량이상으로 유지하도록 공기를 공급하여 가스를 더욱더 연소시킨다. 2차 연소로의 하류에, 연소된 가스를 400∼200℃까지 급냉하는 냉각탑이 연결되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 가연성쓰레기의 용융처리방법은, 고로내에 가연성쓰레기 및 연소보조재료를 공급하여, 그것들의 가연물질에 대한 화학양론적 공기량이하의 분위기하에서 가연성쓰레기를 연소 및 가스화하고, 잔류물을 플라즈마토치로부터 공급하는 열공기에 의해 용융슬래그로 하여 배출구로부터 배출하는 가연성쓰레기의 용융처리공정과, 상기 가연성쓰레기 및 상기 연소보조재료의 공급을 정지하고 가연성쓰레기의 용융처리를 일시적으로 정지하는 공정을 반복하여 행하는 것을 특징으로 한다.

연소보조재료층보다 위쪽에 가연성쓰레기층을 형성하고, 플라즈마토치에 의해 연소보조재료층을 향하여 공기를 취입하고, 공기공급수단에 의해 가연성쓰레기층을 향하여 공기를 취입하는 것이 바람직하다. 가연성쓰레기층을 향하여 취입하는공기량을 연소보조재료층을 향하여 취입하는 공기량 이상으로 하는 것이 바람직하다.

연소보조재료층을 향하여 상기 플라즈마토치로부터 상기 가연물질에 대한 화학양론적 산소량의 10∼30%의 산소를 함유하는 고온가스를 취입하는 것이 바람직하다. 공기공급수단으로부터 공급하는 공기에 함유되는 산소량을 플라즈마토치로부터 공급하는 고온가스에 함유되는 산소량보다 적게 하는 것이 바람직하다.

가연성쓰레기층을 통과하는 가스온도를 500∼1000℃로 하는 것이 바람직하다. 로저부근방은 평균치로 0.3∼5 kPa의 정압인 것이 바람직하다.

바람직한실시예의설명

도 1 내지 도 2에 있어서, 고로체 (2)2의 저부 근방에 프라즈마 토치(11)와, 그 상방에 제 1 공기 공급수단(3) 및 제 2 공기 공급수단(4)가 설치되어 있다. 본 실시예에서는 플라즈마토치(11)는 로체의 동일높이의 원주상에 두 개 설치되어 있고, 플라즈마토치(11)로부터 취입되는 열풍의 방향은 로체의 직경방향이고 또한 로저방향이다. 제 1 공기 공급수단(3) 및 제 2 공기 공급수단(4)은 동일하게 원주상의 6 지점에 설치되어 있다. 제 1 공기 공급수단(3) 및 제 2 공기 공급수단(4)로부터 취입되는 공기는 2차 연소로의 고온가스와 열교환기에서의 열교환이 이루어져 고온이 된 것을 사용할 수 있다.

로체(2)의 외각(201)의 내측에는, 내화재(202)가 안에 붙어져 있다. 또 로체(2)는 로 본체부(20)와 로 저체부(21)가 결합되어 있고, 로 저체부(21)을 로 본체부(20)에 매달아 올리는 구조로 하고, 필요하면 로 저체부(21)을 대차(도시 되지 않음)위에 떼어서 소정의 장소에 이동시킬 수 있다. 그 때문에 로 저체부(21) 및 플라즈마토치(11)이나 로 본체부(20)내부의 점검 내지 보수가 용이하다.

로체(2)의 수직방향 거의 중간부에 공급구(5)가 설치 되어 있고, 공급구(5)에 연결하여 푸셔(6)이 설치되어 있고, 푸셔(6)에는 가연성 쓰레기 공급장치(7)와 코크스 공급장치(8)이 연결되어 있고, 그래서 가연성쓰레기공급장치(7)와 코크스공급장치(8)에는 2중의 버터풀라이밸브(도시되지 않음)을 설치하여, 외기의 진입을 극력 차단하고 있다.

로체(2)의 상부근처에 배기가스구(9)가 설치되어 있고, 배기가스구(9)에 연결하여 2차 연소로(10), 1차 냉각탑(11), 열교환기(12), 2차 냉각탑(13) 및 집진기 (14)가 연결되어 있고, 집진기(14)의 후방은 유인판 내지 배기탑(도시되지 않음)이 연결 되어 있다. 로체(2)의 로저부(22)에는 로체(2)내와 연결된 용융 슬래그 배출구(23)이 설치되어 있고, 그것과 함께 슬래그 통(15)와 슬래그 냉각수조(16)가 설치되어 있다.

도 1에 있어서, 가연성 쓰레기는 코크스 및 석회석과 함께 고로(2)에 장입되어, 여기서 생성된 가스는 로의 상부로부터 2차 연소실(10)에 배출된다. 2차 연소실(10)에서는, 이 가스에 포함되는 가연성분이 환원성 분위기에서 연소되고, 질소화합물이 N₂로 분해된다. 다이옥신의 발생을 막기 위하여, 연소온도는 1000∼1200℃ 의 범위에서 생성 가스의 체류시간은 2초 이상이 되도록 2차 연소가 행하여 진다. 이 연소가스는 1차 냉각실 11에서 500∼700℃ 에 냉각되고, 계속하여 열 교환기(공기예열실)(12)에서 열교환 된 후 2차 냉각실(13)에서 다이옥신의 재합성온도 영역을 빠르게 통과하기 위하여 150∼200℃로 급속히 냉각되고, 유해가스(염소가스동)를 중화하기 위하여 활성탄과 소석단이 혼합된 집진기(14)를 지나서, 무해화된 배기가스가 대기중에 배출된다. 또한, 2차 연소실(10), 1차 냉각실(11), 2차 냉각실(13) 및 열교환기(12)에서 발생한 더스트는 1 지점에 모아져서 고화시켜 재활용될 수 있다.

고로 체(2)의 승온을 시작할 때는, 로저부(22)에 코크스를 충전하여 코크스 층(25)를 형성한후 플라즈마토치(11)을 점화하여 1000∼2500℃(예컨대 약 1800℃)의 열공기를 코크스층(25)에 향하여 취입한다. 로저부(22) 및 코크스층(25)은 플라즈마토치(11)의 열공기와 코크스가 연소하는 연소열에서 약 3시간후에 예컨대, 1500℃ 정도에 승온한다. 여기서 가연성 쓰레기 공급장치(7)로부터 푸셔(6)에 가연성 쓰레기를 로체(2)안에 공급함과 동시에 코크스 공급장치(8)로부터 코크스와 석회석의 혼합물을 푸셔(6)로 공급한다. 가연성 쓰레기에 대한 코크스의 중량비율은, 예컨대 2중량%로 하는 것이 바람직하다.

가연성 쓰레기와 코크스를 공급하면, 코크스층(25) 위에 가연성 쓰레기와 코크스가 번갈아 가며 거의 층상이 된 가연성 쓰레기층(26)이 형성된다.

로체(2)안에 공급하는 공기는 플라즈마토치(11) 및 제 1 공기 공급수단(3) 및 제 2 공기 공급수단(4)부터 공급되고, 그 총 공기량은 로체(2)안에 있는 코크스나 가연성 쓰레기의 가연 물질에 대한 화학량론적 공기량 이하로 하고, 구체적으로는 화학량론적 공기량 : 총 공기량의 비는 1: 0.2∼1: 0.5 인 것이 바람직하다.

가열한 코크스층(25)위에 퇴적된 가연성 쓰레기층(26)은 건조되고, 그 일부는 상기 연소 공기에 의해 연소하고, 다른 일부는 상기 연소에 의하여 연소 공기가 소비되기 위하여 가스화한다. 그리고, 가연성 쓰레기의 연소에 의하여 발생한 재와 가스화에 의하여 발생한 목탄은 약 1500℃에 가열한 코크스층(25)으로부터의 열풍으로 용융하여 용융슬래그가 되고, 코크스층(25)속을 흘러내려 로저부(25)에 쌓인다. 로저부(22)에 쌓인 용융슬래그는 로저에 설치된 용융 슬래그 배출구(23)로부터 로 밖으로 배출된다.

가연성 쓰레기의 공급과 코크스의 공급을 예컨대 3:1의 회수 비율로 행하면, 가연성 쓰레기와 코크스는 거의 번갈아 가며 층상을 만든다. 그러나, 코크스/가연성 쓰레기의 비율은 2 중량 %정도이나, 가연성 쓰레기의 연소는 코크스에 비하여 훨씬 빠르기 때문에, 상기 연소 공기의 대부분은 가연성 쓰레기의 연소에 소비되어 버리고, 코크스는 연소되기 어렵고, 따라서 코크스의 소비량은 적다. 그 결과 가연성 쓰레기층(26)상부는 쓰레기·부유층(261)이 되고, 가연성 쓰레기의 연소 내지 가스화가 진행하는 가연성 쓰레기층(26)의 중간부에서는 가연성 쓰레기·코크스 혼재층(262)가 되고, 가연성 쓰레기층(26)하부에서는 거의가 코크스로 되는 층(263) 이 된다. 그 결과, 로저부(22)내의 소정의 높이까지는 코크스층(25)이 계속적으로 형성되어 있고, 코크스의 소비량과 공급량이 균형을 이루고 있는 상태에서는 코크스층(25)의 레벨은 유지된다. 로내의 열 수지에서의 입열은 플라즈마토치(11)의 열량, 가연성 쓰레기의 연소에 의한 열량, 및 코크스의 연소에 의한 열량에서 조달된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 가스화 용융로를 나타낸다. 원통상 고로(2)는 출구(9)를 통하여 2차 연소실(10)에 연통되는 상부(2a), 그 아래쪽의 중간부(2b), 축경부(2c) 및 로 바닥부(2d)를 가진다. 중간부(2b)의 도중에는, 쓰레기(예컨대, 저 함수율의 도시 쓰레기) R과 코크스 C 의 투입구(5)가 설치되어 있고, 출구(9)를 통해서 2차 연소실(10)에 연통되는 상부 (2a)에는 버너(도시되지 않음)가 장착되어 있다. 버너는 통상 운전시는 사용하지 않으나, 고함수율의 쓰레기가 투입된 때나 로를 일으켜 세울 때 사용하는 수가 있다. 축경부(2c)에는 공기 공급수단(날개구)(3)이 설치되고, 로 바닥부(2d)에는 플라즈마토치(11)가 장착되고, 로 바닥부(2d) 저부에는 배출구(23)이 형성되어 있다.

고로(2)에는 쓰레기를 주체로 하는 쓰레기·부유층(261)(높이 h₁)과, 쓰레기와 코크스가 거의 같은 분량으로 존재하는 쓰레기· 코크스 혼재층(262)(높이h₂)과, 코크스를 주체로 하는 코크스·부유층(263)(높이h3)이 위로부터 순서대로 형성된다.

도 3의 가스화 용융로(2)에 의하여, 다음과 같이 하여 쓰레기의 처리를 행할 수 있다. 로 바닥부(2d) 에 코크스 C를 충천하고, 플라즈마토치(11)를 통해서 코크스·부유층(263)에 보내진 프라즈마 상태의 공기에 의하여 코크스가 연소하여 로의 안을 충분히 가열한다. 쓰레기 R 과 코크스 C (필요에 응하여 다시 석회석을 혼합하여도 좋다)를 투입구(5)로부터 쓰레기·부유층(261)에서는 공기 공급수단(3)으로부터 공급된 공기에 의하여 일부의 쓰레기 R 과 코크스 C 가 연소되고, 다시 순차적으로 아랫쪽으로 이동하면서 플라즈마토치(11)에 의한 열에서의 가스와 고형물이 분해된다. 이 연소과정에서 생성된 가연분 잔류물은 하강하면서 공기 공급수단(3)으로부터 공급된 공기에 의하여 연소하고, 코크스·부유층(263)에 이르는 시점에서 회분(1000∼1500℃)이 된다. 회분은 플라즈마토치(11)에 의한 열 (약 1300℃)로 용융되고, 약 1500℃ 까지 가열된다. 다만 코크스·부유층(263)에는 산소를 공급하지 않으므로, 코크스는 연소되지 않는다.

상기의 연소과정에서 생성된 가스는 출구 P 로부터 2차 연소실(10)로 배출된다. 고형물은 로저에 가까움에 따라서 더욱 가열되어 플라즈마토치(11)근방에 이르면 용융하여, 산화물을 주체로하는 슬래그와 금속으로 분리되고, 배출구(23)로부터 배출된다. 로 바닥부에서는 코크스에 의하여 간극이 형성되고 또한 코크스는 용융 슬래그에 젖기 어려우므로 안정된 슬래그와 금속으로 분리되어, 각각 다시 이용할 수 있다.

쓰레기의 일부를 연소시켜서 그 열을 이용하여 가스 분해를 행함과 동시에 플라즈마토치(11)의 열로 회분의 용융을 행하므로, 코크스의 사용량을 적게 할 수 있다. 코크스·부유층(263)은 화격자 및 출열체로서 기능하고, 거기서 하강하는 회분과 상승하는 고온가스가 접촉하고, 충분한 열 교환을 행하는 것이 가능하게 된다. 이와 같은 기능을 발휘하기 때문에 코크스 대신에 세라믹스 등의 내열성이 큰 재료를 사용하는 것도 가능하다. 다만, 코크스와 용융슬래그에 젖기 어렵고, 또한 알맞은 정도 소비하고, 조업의 도중에서 보충하는 것만으로도 충분하고, 교환할 필요가 없으므로 최적이다.

본 발명에 있어서는, 코크스를 적극적으로 연소시키지 않으므로, 공기공급 수단으로부터의 공기 공급량이 적어도 괜찮고, 배출구(23)에 고온 유지로를 설치하지 않고 배출구(23)을 통상 개방하여 연속 출재를 행하여도, 고온 가스의 분출은 적고, 열손실을 적게 한다. 함수율이 높은 쓰레기를 처리하는 경우에는 공기공급수단(3)으로부터의 공기 공급량을 늘려서 코크스를 조금 연소시켜서 물의 증발열을 보충하면 상기와 같은 효과가 얻어진다.

코크스층(25)는 극히 간격이 많은 충전층이기 때문에, 용융슬래그는 그 사이를 흘러내리기 쉽고, 또한 로 바닥부에 쌓여 있는 동안도, 축열된 코크스층(25)에 구석구석까지 열이 전달되기 때문에 부분적으로 냉각되는 일은 없다. 또한, 플라즈마 토치(11)의 고온가스가 용융슬래그 배출구(23)에 가까운 부분의 코크스층(25) 하층부로 향하여 취입되기 때문에 용융슬래그 배출구(23)의 코크스층(25)나 로 저부 및 용융 슬래그도 고온으로 안정하게 유지될 수 있고, 용융슬래그의 안정된 연속적인 배출을 유지할 수 있다. 따라서, 가연성 쓰레기 처리량이 적고, 유출하는 용융슬래그량이 적어서 응고하기 쉬운 소형 가스화 용융로에는 특히 효과적이다.

가스화 용융로는 고로의 로 저부에 코크스층(25)를 가지고, 코크스층(25)을 플라즈마토치(11)로부터 취입하는 열풍으로 가열하고, 또한 코크스층(25)의 일부를 연소시켜서 이 열로 코크스층(25)위에 적층하고 있는 가연성 쓰레기를 화학양론적 공기량이하의 분위기하에서 연소 내지 가스화 하고, 그것에 의하여 생기는 잔류물인 회를 코크스 층(25)에서 용융슬래그화하여 로 밖으로 배출한다.

플라즈마토치(11)의 플라즈마에어 및 슈라우드에어의 취출압을 10∼30 kPa의 정압으로 하고 공기공급수단으로부터 공급되는 공기의 유량이나 가연성 쓰레기층(26) 및 코크스층(25)의 통기저항 등을 조절하여서 , 코크스층(25)이 있는 로저부(22) 근방을 0.3∼5 kPa의 정압으로 할 수 있다. 로저부(22) 근방의 압력이 5 kPa 를 초과하며, 용융슬래그 배출구(23)이 로안과 연동 되었을 때 로 안의 약 1500℃의 열풍이 강하게 분출하도록 되어 있고, 로 안의 열량이 다량으로 로 밖으로 배출 될 뿐 아니라, 로 주위에서 작업하는 사람에 위험하다. 또한, 로 저부 근처의 압력이 0.3kpa 미만이면, 외기와 압력차에 의하여 용융슬래그를 밀어내는 힘이 작게 되고, 용융슬래그의 배출이 곤란하게된다.

로체(2)안에 공급하는 공기는 플라즈마토치(11)및 제 1, 제 2 공기공급수단 (3.4)로부터 공급되며, 그 총 공기량은 로체(2)내에 있는 코크스나 가연성 쓰레기의 가연물질에 대한 화학양론적 공기량 이하로 한다. 또한 하기식 :

산소비=(공급산소량+가연성 쓰레기 중의 유기 산소량/ [(c×32/12)+(H×16/2)]에 의하여 표현되는 산소비는 0.1∼0.7의 범위내인 것이 바람직하다. 여기서 공급산소량은 플라즈마토치(11) 및 공기 공급수단으로부터 공급하는 산소량 (kg/hr)이고, C는 가연성 쓰레기와 코크스중의 탄소량의 합계(kg/hr)이고, H는 가연성 쓰레기와 코크스중의 수소량의 합계(kg/kr)이다. 다만, 가연성 쓰레기중에 할로겐 원소를 포함하는 경우에는, 할로겐 원소는 수소와 결합하므로, 그 만큼의 수소량은 제외한다.

본 발명의 가스화용융로에서는 가연성 쓰레기의 가스화와 연소를 조합하므로, 연소를 위한 공기는 필요하다. 이 공기는 공기공급수단(3,4)와 플라즈마토치(11)로부터 공급하는 것이나, 플라즈마토치(11)로부터 슈라우드에어량을 적게 하면 열공기의 온도가 지나치게 높아져서 로벽 등에 손상을 일으키고, 슈라우드에어량을 많게 하면 열공기의 온도가 저하되어, 코크스층(25)자체의 온도가 저하한다. 또한 공기공급수단으로부터의 공기를 적게 하면, 가연성쓰레기의 건조성 내지 연소가 나쁘게 되어, 로내의 열수지에 영향을 주게 된다. 이 때문에, 양호한 운전상태를 유지하기 위하여 공기공급수단(3,4)으로부터의 공기량이 플라즈마토치(11)로부터의 공기량에 대하여 동일한 양 이상으로 하는 것이 바람직하다.

코크스층(25)을 향하여 플라즈마토치(11)로부터 고온가스를 취입하므로, 고온가스에 산소를 포함시키도록 하여서 코크스와 가연성쓰레기의 일부를 연소시켜서 반응열을 취출하고, 가연성쓰레기의 건조·열분해·잔류물의 용융을 행하는 에너지로 할 수 있다. 고온가스는 가스화용융로에 공급되는 가연성물질에 대한 화학양론적 산소량의 10∼30%의 산소를 함유한다. 산소량이 10% 미만에서는 출력을 크게하지 않으면 아니되는 로벽의 열손상이 심하다. 또한 30%를 초과하면 코크스의 연소가 많아지고, 코크스의 소비량의 증대를 초래한다. 고온가스의 산소량은 가연성물질에 대한 화학양론적 산소량의 15∼25%로 하는 것이 바람직하다.

고함수율의 쓰레기(함수율이 약 50 중량% 초과)를 처리하는 경우에는, 건조에 많은 에너지를 필요로 하므로, 코크스층(25)에 의하여 상부에 형성된 가연성쓰레기층(26)을 향하여 공기공급수단으로부터 공기를 취입하여, 가연성쓰레기와 코크스를 약간 연소시킨다. 공급되는 공기는 가연성 쓰레기층(26)의 온도를 저하시키기 않도록 가열되어 있는 것이 바람직하다.

가연성쓰레기층(26)을 향하여 불어넣는 공기중의 산소량은 코크스층(25)을 향하여 불어넣는 고온가스중의 산소량보다 적은 것이 바람직하다. 그 이유는, 가연성쓰레기층(26)에서의 기체의 공기량이 많게 되면, 코크스층(25)으로부터 상승하여 오는 고온가스가 가연성쓰레기층(26)중에서 편류를 일으키기 쉬워지고, 가연성쓰레기와의 충분한 열교환이 이루어지지 않고, 또한 고온가스의 온도가 저하하기 때문이다.

가연성쓰레기를 화학양론적 공기량 이하의 분위기하에서 연소 내지 가스화하기 때문에 발생하는 가스는 가연성쓰레기로부터 분해한 가연성가스를 다량으로 포함하고 있고, 적절한 온도하에서는 단순히 공기를 공급할 뿐으로 그 가스중의 가연성가스를 연소시킬 수 있다.

도4에 보여진 바와 같이, 가연성쓰레기층(26)보다 위쪽의 공간에 제 1 추가공기공급수단(30)을 설치하고, 그것으로부터 고로(2)안을 화학양론적 공기량보다 이하로 유지하도록 공기를 공급하여서 가연성가스를 연소시키고, 고로(2)안을 환원성분위기로 유지하여 NOx의 발생량을 낮게 억제한다. 이 환원성분위기에 있어서의 가연성가스의 연소온도를 500∼900℃로 하는 것이 NOx의 억제에 알맞다. 환원성분위기와 특정의 연소온도를 유지하는 데는 제 1 추가공기공급수단(30)으로부터 공급되는 공기의 양과 온도, 그것에 포함되는 산소의 비율 등을 적절하게 설정하면 좋다. 고로(2)안에서 연소한 가연성가스는 2차 연소로(10)에서 다시 연소된다. 2차 연소로(10)의 가스유입구 근방 또는 고로(2)의 가스유출구 근방에 제 2 추가공급수단(31)을 설치하고, 여기에서 2차 연소로안을 화학양론적공기량이상으로 유지하는공기를 공급하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 2차 연소로(10)안이 산화성 분위기로 유지되고, 가연성가스중의 다이옥신을 분해하는 데는 이 산화성분위기에 있어서의 가연성가스의 연소온도를 1000∼1200℃로 하고, 또한 일정시간(1200℃에서는 2∼3초 정도가 바람직하다) 그 온도를 유지할 필요가 있다. 산화성분위기와 특정한 연소온도를 유지하는 데는 제 2 추가공기공급수단(31)로부터 공급되는 공기의 양과 온도, 그것에 포함되는 산소의 비율 내지 고로의 출구온도 등을 적절하게 설절하면 좋다.

2차 연소로(10)에 유입되는 가연성가스 중의 잔여 가연성분의 양은 적기 때문에, 2차 연소로(10)안이 산성분위기가 되어 있어도, 여기에서 발생하는 NOx의 양은 적다. 더구나 연소온도의 유지시간은 거의 2차 연소로(10)의 길이를 공탑속도로 나누어서 산출한다. 공기 기타의 가스의 공기량이 지나치게 많아지면 공탑속도가 크게 되고, 2차 연소로(10)를 길게 하지 않으면 안되는 코스트 상승을 초래한다.

플라즈마토치(11)로부터 불기 시작하는 고온가스는 질소 등의 불활성가스

또는 공기나 산소부화 공기 등의 산소함유가스이다. 플라즈마토치(11)로부터의 고온가스공급량은 공기공급수단(3,4)로부터의 산소함유가스공급량보다 적어서 좋으므로 공탑속도의 저감이나 코크스 소비량의 저감을 위해서 플라즈마토치(11)를 사용하는 것이 바람직하다.

제 1 공기공급수단(3), 제 2 공기공급수단(4) 및 플라즈마토치(11)로부터 취입되는 총 공기량은 고로체(2)안에 있는 코크스나 가연성쓰레기의 가연물질에 대한 화학양론적 공기량이하로 하는 것이 바람직하다. 화학양론적 공기량:총공기량의 비율 1:0.2∼1:0.5 로 하면, 로체(2)안에서는 가연성쓰레기의 연소와 가스화의 쌍방의 반응이 일어나고, 그것에 의하여 발생하는 가스중에는 가연성가스가 다량으로 포함되고, 추가공기공급수단(30)근방에서는 500℃를 넘고 있으므로, 제 1 추가공기공급량(30)으로부터 공기를 공급하여서 가스는 점화연료나 연료보조재료를 추가하지 않고 용이하게 연소한다.

제 1 추가공기공급수단(30)으로부터 공급되는 공기량을, 상기 이론공기량에 대하여 평균적으로 0.6∼0.9로 하여서, 로체(2)안의 상부공간을 환원성분위기로 유지한다. 그것에 의하여, 가스중의 가연성가스는 완전하게 연소되지 않고, 그 온도도 900℃ 정도로 억제됨과 동시에, NOx의 발생을 억제할 수 있다.

연소가스는 배기가스구(9)로부터 2차연소로(10)에 배출되나, 2차 연소로(10)의 입구에 설치된 제 2 추가공기공급수단(31)로부터 공급되는 공기에 의하여 다시 연소한다. 여기에서는 이론공기량에 대한 공기비를 1.3 정도로 하고, 2차 연소로(10)안을 산화성분위기로 한다. 그 가운데서 연소하는 가스는 그 가운데 포함되는 가연성가스의 대부분이 연소한 후이기 때문에, 이 부분에 있어서의 연소온도는 1200℃정도이고, 다이옥신은 분해된다.

고로(2)와 2차 연소로(10)는 덕트(32)에 의해 거의 직각으로 연결되어 있으므로 고로(2)안에서 제 1 추가공기공급수단(30)으로부터의 공기로 연소한 가스는 고로(10), 덕트(28), 2차 연소로(10)사이에서 심하게 교반되고, 균일한 혼합기체로 된다. 따라서 2차 연소로(10)안의 제 2 추가공기공급수단(31)으로부터 공급하는 공기량이 화학양론적 공기량의 1.3 정도라도, 가스중의 가연성가스는 충분히 완전연소된다.

제 1 추가공기공급수단(30)은 가연성쓰레기의 공급구(5)보다 상방에 있으므로 공급구(5)근처에서의 공탑속도를 작게 하여 가연성쓰레기에 포함되는 더스트가 불어올라가는 것을 막을 수 있다. 공급구(5)근처의 로체(2)의 직경을 크게 하는 것도 동일한 효과가 있다. 더스트가 불어올라가면 가연성가스의 연소와 함께 용융하여 로체 등에 융착하기도 하고, 1차 냉각탑(11)이후의 처리에 바람직하지 않은 영항을 준다. 가연성쓰레기층(26)을 향하여 공기공급수단으로부터 공기를 취입하는 경우, 코크스층(25)로부터 상승하여 오는 고온가스가 가연성쓰레기층(26)중에서 편류를 일으켜서 가연성쓰레기와의 충분한 열교환이 행하여지지 않는 것이나, 고온가스의 온도가 저하하는 것을 피하기 위해서 가연성쓰레기층(26)을 향하여 취입되는 공기의 양과 코크스층(25)을 향하여 취입되는 고온가스의 양과의 비를 적절히 설정하는 것이 바람직하다.

도7에 보여주는 톱차지 방식과 비교하여, 본 발명의 사이드 차지방식은 비교적 낮은 위치에 공급장치(60)이 설치되어 있으므로, 건물의 지붕을 높게 할 필요가 없고, 컨베이어, 클레인 등의 반송설비도 대규모의 것이 아니라도 좋다. 또한 연소가스의 흐름이 위를 향하게 되는 위치에 공급구(5)가 있기 때문에 공급된 가연성쓰레기의 안, 더스트 등의 작은 조각에서 비중이 작은 것이 연소가스와 함께 2차 연소로(10)에 유입하는 비율은 적고, 2차 연소로(10)안의 로벽손상이나 1차 냉각탑(11)이후의 처리에의 악영향도 적다.

도5 내지 도6에 보여진 예에서는 공급구(5)의 하부에 내화재(202)의 로안으로의 돌출부(38)이 설치되어 있다. 돌출부(38)의 로안에의 연장된 부분의 치수(X)는 쓰레기 부유층(261)의 반경(D/2)의 20∼70%(약 1/2)인 것이 바람직하다.

돌출부(38)가 없으면, 가연성쓰레기 내지 코크스는 공급부(5)에 가까운 정도로 높게 퇴적되어, 공급부(5)로부터 멀어짐에 따라서 안식각에 의해 떨어지고(즉 공급부(5)측 정도 높게 퇴적하여), 로체(2)안에서의 가연성쓰레기 내지 코크스의 퇴적이 불균일하게 되는 정도가 크다. 이것에 대하여, 돌출부(38)을 설치한 고로에서는 가연성쓰레기 내지 코크스는 돌출부(38)의 튀어나온 부분의 치수(X)와 거의 같은 치수 만큼 공급부(5)로부터 빗나가게 로체(2)안으로 낙하하므로, 가연성쓰레기 내지 코크스가 가장 퇴적하는 위치는 로체(2)의 원형단면의 중심선가까이가 되고, 로체(2)안에서의 가연성쓰레기 내지 코크스의 퇴적은 균일화된다. 돌출부(38)의 로내에의 튀어나온 부분의 치수(X)를 쓰레기부유층(261)의 반경(D/2)의 약 1/2로 하면, 가연성쓰레기 내지 코크스의 퇴적의 균일화에 바람직하다.

도2에 보여진 바와 같이, 고로(2)의 내경 D에 대한 가연성쓰레기의 퇴적높이 H의 비(H/D)는 2 이하가 바람직하다. 가연성쓰레기의 퇴적높이 H를 비교적 낮게 억제하는 것에 의하여, 코크스층(25)로부터 가연성쓰레기층(26)을 통과하는 가스의 온도를 500∼1000℃로 할 수 있다. 그 때문에, 쓰레기중의 수지가 용융되어 브리지를 형성하는 일은 없다. 또한 수지가 융착하여 큰 덩어리를 형성하는 경우에도, 로체 내경D를 크게 취하여 브리지가 형성되기 어렵게 된다. 따라서, 본 발명의 고로(2)에서는 가연성쓰레기의 브리지현상이 일어나기 어렵고, 더욱이 공기의 유통저항이 작게 되어, 로저부에 있어서의 로내압은 작다. 그러나, H/D가 지나치게 작으면, 즉 가연쓰레기의 퇴적높이 H가 지나치게 작으면, 가연성쓰레기층(26)을 통과하는 가스의 온도가 지나치게 높게 되기 때문에, 가연성쓰레기의 가스화반응이 불안정하게 되고, 가연성쓰레기의 퇴적높이 H의 변동폭이 크게 되는 등의 좋지 않은 상황이 생긴다. 또한 로체 내경 D가 지나치게 크면, 반경방향의 쓰레기 질이나 가연성쓰레기의 안식각에 의한 가연성쓰레기의 퇴적높이에 차이가 생기기 쉽기 때문에, 반경방향에 있어서의 가스화용융반응을 균일하게 유지하는 것이 곤란하게 된다. H/D는 0.8이상이 바람직하고, 1.0 이상이 더욱 바람직하다.

본 발명을 이하의 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 그것들에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도2에 보여진 가스용융로를 사용하여, 하기 성질상태의 가연성쓰레기를 하기 조건에서 용융처리하였다.

가연성쓰레기의 종류: 일반 쓰레기(가정 쓰레기가 주이다)

수분율: 55 중량%

저위(低位) 발열량: 358 KJ/kg

회분(灰分)량: 8 중량%

가연성쓰레기 공급량: 1000 kg/시간

코크스 공급량: 20 kg/시간

총합 공기량: 700 Nm³/시간

플라즈마토치로부터의 공기량: 150 Nm³/시간

상기 조건에 의한 용융처리의 경우의 플라즈마토치로부터 공급되는 열 공기의 온도는 약 1800 ℃이고, 로저부의 코크스층(25)의 분위기온도는 1500 ℃이며, 또한 로저부(22)의 압력은 평균적으로 정압으로 1.5 kPa이었다.

로체(2)내에 있어서의 각부의 온도는 코크스층(25)중에서 약 1500 ℃로 거의 일정하게 놓고, 가연성쓰레기(26)의 위쪽 공간에서는 500∼900℃이었다. 이 온도를 상하로 한 것은 가연성쓰레기는 1회/1분의 배치(batch)로 공급되지만, 공급된 순간은 가연성쓰레기중의 수분이 증발하므로, 열을 빼앗아 온도가 저하하기 때문이다.

가연성쓰레기를 공급하여 처음부터 약 60 분 경과후에 용융슬래그배출구(23)부터 용융슬래그를 출시하였다. 용융슬래그의 배출량은 평균적으로 1시간당 약 80 kg이었다.

플라즈마토치로부터의 열공기량은 본 실시예에서는 150 Nm3/시간으로 하였지만, 이것을 250 Nm3/시간으로 하면 로저부(22) 및 코크스 층(25)중의 온도가 저하하여 1500 ℃를 유지시킬 수 없게 되고, 용융슬래그의 배출이 정지되도록 하였다.

또한 코크스층(25)의 하층부를 향하여 플라즈마토치(11)의 열공기를 취입하기 때문에, 코크스층(25)전체가 균일하게 약 1500℃의 온도를 안정하게 유지하는 것이 가능하고, 용융슬래그의 안정한 용융상태를 유지할 수 있다.

본 실시예에서는 플라즈마토치(11)로부터 취입하는 슈라우드 에어(shroudair)의 취입압력을 14.7 kPa로 하였지만, 코크스층(25) 및 가연성쓰레기층(26)의 통풍저항으로 로저부(22)근방에서의 압력은 1.5 kPa정도로 되어 있고, 로저부(22)로부터 용융슬래그를 압출하는 데에는 충분한 차압(差壓)으로서 작용한다. 그러나 용융슬래그의 액면이 내려가 로내의 열풍이 취출된다 하더라도, 그 세기는 약하여 위험을 일으키는 것은 아니다. 로저부(22)근방의 로내압이 낮기 때문에, 용융슬래그의 연속배출이 가능하다.

실시예2

도1 내지 도3에 보여진 장치에 의해, 1톤/시간의 도시쓰레기(함유량은 약 50중량%)를 하기조건에서 30일간 연속적으로 처리하였다. 투입구(5)로부터 쓰레기를 1분 마다 투입하고 또한 코크스 및 석회석을 3분 마다 투입하여, 쓰레기·부유층(코크스의 함유량은 쓰레기투입량에 대하여 약 2∼5중량%) 및 쓰레기·코크스 혼재층의 높이(h1+h2)를 약 1 m, 코크스·부유층(코크스 함유량은 거의 100 중량%)의 높이(h3)를 약 0.5m로 하고, 플라즈마토치(11)로부터 최대 300 L/분의 플라즈마가스를 공급하였다. 가스화존(쓰레기·부유층의 위쪽 공간에서, 압력은 대기에 대하여 거의 부압이다. 산소비는 0.3∼0.4정도)의 온도를 500∼900℃로 하여, 쓰레기를 연소하였다. 가스화존의 가스는 2차 연소실(10)에서 공기를 송입하는 것에 의해 1000∼1200℃에서 연소되고, 가스냉각탑(12)에서 600℃ 전후로 냉각되고, 제 2 냉각실(13)에서 160∼180℃로 냉각되며, 집진기(14)를 거쳐서 대기중에 방출된다.

배기가스의 성질상태는 측정한 결과, 더스트는 0.001 g/Nm³(법규제치:0.15),SOx(K 값)은 0.026(법규제치: 17.5), HCl은 3 ppm(법규제치:430), NOx는 112 ppm(법규제치: 250), CO는 3 ppm(법규제치: 100), 다이옥신은 0.01 ng/Nm³(법규제치: 5)로 양호한 결과를 나타내었다. 또한 로내의 압력은 4.9×10³Pa로 저압으로, 배출구(23)로부터의 가스분출은 약간이고, 로저부로부터 슬래그를 80∼100 kg/시간의 연속 출재(出滓)가 가능하게 되었다. 이 슬래그의 용출시험을 행하고, 토양환경기준을 클리어하는 것이 확인되었다.

실시예3

높은 함수율(함수율 약 60중량%)의 쓰레기를 사용하고, 플라즈마가스와 함께 공기를 산소비 0.15∼0.20로 공급한 것이외에는, 실시예2와 동일한 조건에서 실험한 결과, 실시예2와 동일하게 배기가스는 법규제치를 하회(下回)하고, 슬래그도 토양환경기준을 클리어하고 있는 것이 확인되었다. 이 실시예에서는 코크스를 약간 연소시켜 물의 증발열을 보급(補給)하였다.

비교예1

플라즈마토치(11)대신에 가스버너를 이용한 것이외는 실시예2와 동일한 조건에서 실험을 행한 결과, 가스버너로부터의 취입가스량이 많기 때문에 로저부의 압력이 25.5×103 Pa로 증가하였다. 그 때문에 배출구(23)에 고온유지로를 설치하지 않고 연속출재를 행하면, 배출구(23)로부터 고온가스가 다량으로 분출된다.

비교예2

플라즈마토치(11)만을 사용하는 것이외에는 실시예2와 동일한 조건에서 실험을 행한 결과, 쓰레기의 건조·열분해속도가 느려 전체의 처리량이 저하하였다. 플라즈마토치(11)의 출력을 크게 하면, 전력소비량이 많게 되고, 또한 로벽의 손상이 크게 되었다. 프라즈마토치(11)로부터 공기를 공급하면, 코크스소비량이 증가하였다.

실시예4

도1 및 도2에 보여진 가스화용융로를 사용하여, 실시예1과 동일한 성질상태의 가연성쓰레기를 하기 조건에서 30일간 연속적으로 용융처리하였다.

가연성쓰레기 공급량: 1000 kg/시간

코크스 공급량: 20 kg/시간

총합 공기량: 150 Nm³/시간(산소비:0.15, 공기공급수단(3)(4)로부터의 공급이 없음)

플라즈마토치로부터의 공기량: 150 Nm³/시간(산소비:0.15)

플라즈마토치로부터의 취출압: 15 kPa

투입구(5)로부터 쓰레기(5)을 1 분 마다 투입하고 또한 코크스 및 석회석을 3 분 마다 투입하여, 가연 쓰레기층(층(261)+층(262))의 높이를 약 1 m, 코크스층(263)의 높이를 약 0.5m로 하고, 코크스층(25)의 온도를 약 1500℃, 가스화존(쓰레기층(26)상의 공간부이고, 압력은 대기에 대하여 거의 부압으로 된다.)의 온도를 500∼900℃로 하여, 쓰레기를 연소하였다. 가스화존의 가스는 2차연소실(10)에서 공기를 송입하는 것에 의해 1000∼1200℃에서 연소되어(체류시간: 약 2초) 다이옥신을 분해시키고, 1차 냉각탑(11)에서 600℃ 전후까지 냉각되고, 2차 냉각탑(13)에서 다이옥신 재합성을 방지하기 위해서 160∼180℃ 까지 급냉하고, 집진기(14)를 거쳐서 대기중으로 방출하였다. 이 배기가스의 성질상태를 측정한 결과, 실질적으로 실시예2와 동일하였다.

플라즈마토치(11)로부터의 고온가스온도는 약 1800℃이고, 로저부의 코크스층(25)의 분위기온도는 1500℃이며, 또한 로저부(22)의 압력은 평균적으로 정압으로 0.9 kPa이었다. 가연성쓰레기를 공급하기 시작하면서부터 약 60분 경과후에 용융슬래그 배출구(23)로부터 용융슬래그가 출시되고, 그 후 안정한 연속 출재를 행할 수 있었다. 용융슬래그의 배출량은 평균적으로 1시간당 약 80 kg이었다. 이 슬래그의 용출시험을 행한 결과, 수냉 슬래그 및 공냉 슬래그 모두 토양환경기준을 클리어하는 것을 확인하였다.

이 가연성쓰레기 용융처리를 30 일간 연속하여 행한 후, 가연성쓰레기와 코크스의 공급 및 플라즈마 토치(11) 등의 전체 장치를 정지시켜 5 일간 로를 방치하였다. 그 다음날 상기와 동일하게 플라즈마토치(11)로부터의 열공기와 공기공급수단으로부터의 공기의 공급과, 가연성쓰레기와 코크스의 공급을 시작하여 가연성쓰레기 용융처리를 재개하였다. 플라즈마토치(11)에서 열공기의 공급을 개시하여부터 약 60 분 경과후에 용융슬래그 배출구(23)로부터 용융슬래그가 출시되고, 그 후 안정한 연속출재를 행할 수 있었다.

본 실시예에서는 플라즈마토치(11)로부터 취입되는 슈라우드에어(shroudair)의 취입압력을 15 kg으로 하였지만, 코크스층(25) 및 가연성쓰레기층(26)의 통풍저항으로 로저부(22)근방에서의 압력은 0.9 kPa정도로 되었다. 이 압력하에서는 용융슬래그는 양호하게 배출되고, 로저부(22)로부터 용융슬래그를 압출하고, 또한 용융슬래그배출구(23)로부터의 외기 흡인을 방지하는 데에는 충분하였다. 또한 용융슬래그의 액면이 내려간 때, 로내의 열풍이 취출된다 하더라도, 그 세기는 약하여 위험을 일으키는 것은 아니었다.

실시예5

도2에 보여진 가스화 용융로의 공기공급수단(3, 4)으로부터 550 Nm³/시간의 공기를 공급하고, 총합 공기량을 700 Nm³/시간(산소비: 0.7)로 한 것이외는 실시예4와 동일하게 하여 실험하였다. 공기공급수단(4)의 위치는 쓰레기·부유층(261)의 하부로 하고, 공기공급수단(3)의 위치는 쓰레기·코크스 혼재층(262)의 하부로 하였다. 배기가스의 성질상태를 측정한 결과, 실시예1와 동일하게 법규제치를 클리어하는 것이 확인되었다.

코크스층(25)의 분위기온도는 1500℃이고, 또 로저부(22)의 압력은 평균적으로 정압으로 1.5 kPa이었다. 가연성쓰레기를 공급하기 시작하여 부터 약 60 분 경과후에 용융슬래그배출구(23)으로부터 용융슬래그가 출시되고, 그 후 안정한 연속출재를 행하는 것이 가능하였다. 용융슬래그의 배출량은 평균적으로 1시간당 약 80 kg이었다. 이 슬래그의 용출시험을 행하고, 수냉슬래그, 공냉슬래그 모두 토양환경기준을 클리어하고 있는 것이 확인되었다.

이 가연성쓰레기용융처리를 30일간 연속하여 행한 후, 가연성쓰레기와 슬래그의 공급 및 플라즈마토치(11)등의 전체 장치를 정지하고 5 일간 방치하였다. 그 다음날 상기와 동일하게 플라즈마토치(11)로부터의 열공기와 공기공급수단으로부터의 공기의 공급과, 가연성쓰레기와 코크스의 공급을 개시하여부터 가연성쓰레기용융처리를 재개하였다. 플라즈마토치(11)에서 열공기의 공급을 개시하고부터 약 60 분 경과후에 용융플라즈마배출구(23)로부터 용융플라즈마가 출시되고, 그 후 안정한 연속출재를 행하는 것이 가능하였다.

본 실시예에서는, 플라즈마토치(11)로부터 취입되는 슈라우드에어의 취입압력을 15kPa로 하였지만, 코크스층(25) 및 가연성쓰레기층(26)의 통풍저항으로 로저부(22)근방에 있어서의 압력은 1.5 kPa정도로 되었다. 이 압력하에서는 용융플라즈마는 양호하게 배출되고, 로저부(22)로부터 용융슬래그를 압출하고, 또한 용융슬래그의 액면이 내려간 때에, 로내의 열풍이 취출되지만, 그의 세기가 약하여 위험이 생기는 일은 없었다.

비교예3

도2의 가스화용융로에 있어서 플라즈마토치(11) 대신에 연소버너를 이용하고, 공기공급수단을 연소버너와 동일한 높이에 설치하고, 실시예1과 동일한 성질상태의 가연성쓰레기를 하기 조건에 의해 용융처리하였다.

가연성쓰레기 공급량: 1000 kg/시간

코크스 공급량: 70 kg/시간

총합 공기량: 1000 Nm³/시간(산소비:0.7, 공기공급수단(3)(4) 및 공기공급수단으로부터의 공급)

연소버너로부터의 공기량: 1500 Nm³/시간

버너의 출력: 플라즈마토치의 출력과 거의 동일

상기조건에서 용융처리를 실시한 경우의 코크스층(25)의 분위기온도는 1500℃이고, 또 로저부(22)의 압력은 평균적으로 정압으로 5.5 kPa이었다. 로체(2)내에 있어서의 각부의 온도는 코크스층(25)중에서 약 1500℃이고 거의 일정하며, 가연성쓰레기층(26)의 위쪽 공간에서는 500∼900℃이었다. 용융슬래그배출구(23)로부터 용융슬래그가 출시되는 것을 확인하여 배출구(23)를 막고, 버너를 정지시켰다. 그 후 2 시간 마다 배출구(23)를 열어 배출하고, 다시 배출구(23)를 막는 것을 반복하였다.

이 가연성쓰레기용융처리를 30 일간 연속하여 행한 후, 가연성쓰레기와 코크스의 공급 및 버너 등의 모든 장치를 정지하고, 5일간 로를 방치하였다. 그 다음날 상기와 동일하게 버너로부터의 열공기와 공기공급수단으로부터의 공기의 공급과, 가연성쓰레기와 코크스의 공급을 시작하여 가연성쓰레기용융처리를 재개하였다. 로내로의 가스의 공급량이 많으므로, 코크스층(25)의 열량이 다량으로 반출되기 때문에, 버너로 열공기의 공급을 개시하고 부터 약 120분 경과후에 점점, 용융슬래그배출구(23)로부터 용융슬래그를 출시하였다.

실시예6

도2에 보여진 가스화용융로를 사용하여, 실시예1과 동일한 성질상태의 가연성쓰레기를 하기조건에 의해 용융처리하였다.

가연성쓰레기 공급량: 1000 kg/시간

코크스 공급량: 20 kg/시간

총공기량: 700 Nm³/시간(산소비:0.4)

코크스층을 향하여 취입하는 공기량: 300 Nm³/시간

상기조건에서 용융처리한 경우의 플라즈마토치(11)로부터의 열공기온도는 약 1800℃이고, 로저부의 코크스층(25)의 분위기온도는 1500℃이며, 또 로저부(22)의 압력은 평균적으로 정압으로 1.5 kPa이었다. 로체(2)내에서의 각부의 온도는 코크스층(25)중에서 약 1500℃이고 거의 일정하며, 가연성쓰레기(26)의 위쪽 공간에서는 500∼900℃이었다. 가연성쓰레기를 공급하기 시작하여 부터 약 60 분 경과후에 용융슬래그배출구(23)로부터 용융슬래그가 출시된다. 용융슬래그의 배출량은 평균적으로 1 시간당 약 80 kg이었다.

코크스층(25)으로 향하여 취입되는 공기량은 300 Nm3/시간으로 하였지만, 이것을 500 Nm3/시간으로 하면 로저부(22) 및 코크스층(25)중의 온도가 저하하여 1500℃를 유지할 수 없게 되고, 용융슬래그의 배출이 정지하도록 되었다. 총공기량에 대하여, 코크스층(25)을 향하여 취입되는 공기량이 50%을 초과하면 가스화용융로의 안정적인 운전을 유지할 수 없게 되었다.

본 실시예에서는 플라즈마토치(11)로부터 취입되는 슈라이드에어의 취입압력을 14.7 kPa로 하였지만, 코크스층(25) 및 가연성쓰레기(26)의 통풍저항으로 로저부(22)근방에서의 압력은, 1.5 kPa정도로 되어 있고, 로저부(22)로부터 용융슬래그를 압출하는 데는 충분한 차압으로 작용하였다. 그러나, 용융슬래그의 액면이 내려가 로내의 열풍이 취입하였다더라도, 그의 세기는 약하게 되어 위험을 일으키는 것이 아니다. 로저부(22)근방의 로내압이 낮기 때문에, 용융슬래그의 연속배출이 가능하였다.

실시예7

도1 및 도2에 보여진 가스화용융로를 사용하고, 수분율을 47중량%로 한 것이외에 실시예4와 동일한 조건에서, 가연성쓰레기를 30일간 용융처리하였다. 그 결과, 실질적으로 실시예4와 동일한 결과를 얻었다.

실시예8

플라즈마토치(11)로부터의 공기량을 250 Nm3/시간(산소비:0.25)로 한 것이외는 실시예7과 동일하게 하여 실험을 행하였다. 배기가스의 성질상태를 측정한 결과, 실시예7과 동일하게 법규제치를 클리어하고 있는 것을 확인하였다.

로저부의 코크스층(25)의 분위기온도는 1500℃이고, 또 로저부(22)의 압력은 평균적으로 정압으로 1.5 kPa이었다. 가연성쓰레기를 공급하기 시작하여 부터 약 60분 경과후에 용융슬래그배출구(23)으로부터 용융슬래그를 출시하고. 그 후 안정한 연속출재하는 것이 가능하였다. 용융슬래그의 배출량은 평균적으로 1시간당 약 80 kg이었다. 이 슬래그의 용출시험을 행한 결과, 수냉 슬래그 및 공냉슬래그 모두 토양환경기준을 클리어하고 있는 것을 확인하였다.

실시예9

하기 조건이외는 실시예7과 동일하게 하여 실험을 행하였다.

수분율: 55 중량%

총합 공기량: 450 Nm3/시간(산소비:0.45, 공기공급수단(3,4)에서도 공급)

플라즈마토치로부터의 공기량: 250 Nm³/시간(산소비: 0.25)

배기가스를 측정한 결과, 법규제치를 클리어하고 있는 것이 확인되었다. 코크스층(25)의 분위기온도는 1500℃이고, 또 로저부(22)의 압력은 평균적으로 정압으로 1.9 kPa이었다. 가연성쓰레기를 공급하기 시작하여 부터 약 60 분 경과후에 용융플라즈마배출구(23)로부터 용융슬래그가 출시되고, 그 후 안정한 연속출재를 행할 수 있었다. 용융슬래그의 배출량은 평균적으로 1 시간당 약 80 kg이었다. 이 슬래그의 용출시험을 행한 결과, 수냉 슬래그 및 공냉 슬래그 모두 토양환경기준을 클리어하고 있는 것이 확인되었다.

실시예10

사용한 가연성쓰레기의 성질상태 및 용융처리의 조건은 하기와 같이 하였다. 그 결과 투입된 가연성쓰레기의 브리지 현상은 발생하지 않았다. 또 로저부(22)의 압력은 평균적으로 정압으로 5 kPa이었다.

가연성쓰레기의 종류: 일반 쓰레기(가정 쓰레기가 주이다)

수분율: 55 중량%

수지함유율: 12 중량%

낮은 위치(低位) 발열량: 358 KJ/kg

가연성쓰레기 공급량: 1000 kg/시간

코크스 공급량: 20 kg/시간

총합 공기량: 700 Nm³/시간

플라즈마토치로부터의 공기량: 150 Nm³/시간

플라즈마토치로부터의 공기압: 14.7 MPa

H/D : 2.0

실시예 11

실시예10과 동일한 성질상태의 가연성쓰레기가고, 하기조건에서 가스화용융처리하였다. 그 결과, 투입된 가연성쓰레기의 브리지 현상은 발생하지 않았다. 또 로저부(22)의 압력은 평균적으로 정압으로 1.5 kPa이었다.

가연성쓰레기 공급량: 1000 kg/시간

코크스 공급량: 20 kg/시간

총합 공기량: 700 Nm³/시간

플라즈마토치로부터의 공기량: 150 Nm³/시간

플라즈마토치로부터의 공기압: 14.7 MPa

H/D : 1.5

실시예 10, 11에 있어서 로체(2)내에서의 각부의 온도는 코크스층(25)중에서약 1500℃이고 거의 일정하며, 가연성쓰레기(26)의 위쪽 공간에서는 500∼900℃이었다. 가연성쓰레기를 공급하기 시작하여 부터 약 60 분 경과후에 용융슬래그배출구(23)부터 용융슬래그를 출시하였다. 용융슬래그의 배출량은 평균적으로 1시간당 약 80 kg이었다.

또한 실시예11에서는 플라즈마토치(11)로부터 취입되는 슈라이드에어의 취입압력을 14.7 kPa로 하였지만, 코크스층(25) 및 가연성쓰레기층(26)의 통풍저항으로 로저부(22)근방의 압력은 5 kPa에서 1.5 kPa 정도로 되고, 용융슬래그배출구(23)으로부터 용융슬래그를 압출하는 데에는 충분한 차압으로 작용한다. 그러나 용융슬래그의 액면이 내려가 로내의 열풍이 분출하여도 그 세기는 약하여, 용융슬래그를 심하게 분출시키는 것은 아니다.

비교예4

H/D를 2.5로 한 것이외는 실시예10과 동일한 조건에서 가연성쓰레기의 가스화용융처리를 하였다. 로저부(22)의 로내압은 평균적으로 정압으로 8 kPa로 하였다. 또한 로내의 가연성쓰레기층(26)에서 브리지 현상이 발생하였다. 가연성쓰레기의 퇴적층의 높이가 높기 때문에 로저부(22)로부터의 고온가스가 로내 상승시에 온도저하를 되고, 가연성쓰레기(26)상부에서는 200∼350℃정도의 온도로 되었다. 이 온도에서는 가연성쓰레기중에 함유되어 있는 수지류가 반용융상태로 되기 때문에 상호 융착하여 합쳐져 큰 괴로 되고, 브리지를 형성하기 용이한 것으로 여겨진다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 가연성쓰레기의 가스화용융로는, 용융슬래그를 연속적으로 배출하는 것이 가능하고, 외부로부터 가해진 보조열원이 적게 된다. 또 코크스의 소비량을 적게 하는 것이 가능하기 때문에, 운전경비를 저감할 수 있고, 또한 로저부의 압력을 낮출 수 있으므로, 연속출재가 가능하다. 플라즈마토치(11)를 사용하므로, 로의 입상과 입하를 단시간에 행할 수 있고, 운전기간의 조정이 용이하여 조업하기 쉽다.

입상시간을 단축하는 것이 가능하므로, 간헐운전을 행하더라도 로의 처리능력의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다. 따라서 간헐운전에 의한 처리능력의 저하는 로의 이동을 정지시키는 시간만 고려하면 좋고, 입상시간까지를 고려할 필요는 거의 없다.

재 및 목탄은 용융 슬래그화하기 때문에, 그것을 냉각한 경우는 용융슬래그는 글라스상 물질로 되어 재 및 장입물의 체적이 약 1/5로 줄어듬과 동시에, 중금속 등이 글라스상 물질중에 가두어 용출하는 일이 없고, 또 NOx 및 다이옥신의 발생이 억제될 수 있고, 비산재의 용융 부착이 적다.

본 발명의 가연성쓰레기의 용융처리방법은 쓰레기의 배출량이 비교적 적은(예를 들면, 1 일당 100 ton 이하) 지방 단체가 쓰레기의 용융처리를 행하는 경우에 특히 적당한다.

또한 가연성쓰레기중에서의 고온가스의 편류를 적게 함에 의해 운전비, 나아가서 설비비의 증대를 방지할 수 있고, 또 브리지의 현상의 발생을 억제하고, 또한 로저부의 로내압을 작게 할 수 있어 열풍이나 용용슬래그의 격렬한 분출을 방지할 수 있다.

Claims (21)

1. 고로내에 가연성쓰레기 및 연소보조재료를 공급하고, 그것들의 가연물질에 대한 화학양론적공기량이하의 분위기하에서 상기 가연성쓰레기를 연소 및 가스화하며, 잔류물을 용융슬래그로 하여 로외에 배출하는 가연성쓰레기의 가스화 용융로로서, 로저부에 형성된 연소보조재료층을 향하여 열공기를 취입하는 플라즈마토치와, 상기 연소보조재료층상에 퇴적된 가연성쓰레기층을 향하여 공기를 취입하는 공기공급수단을 갖는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 가스화용융로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고로는 상기 가연성쓰레기와 상기 연소보조재료를 함유함과 함께, 상기 가연성쓰레기를 주체로 하는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역보다도 상기 연소보조재료를 많게 함유하는 제 2 영역과, 상기 연소보조재료를 주체로 하는 제 3 영역을 가지며, 상기 제 1 영역 또는 상기 제 2 영역에 상기 공기공급수단이 설치되어 있고, 상기 제 3 영역에 상기 플라즈마토치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 가스화용융로.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고로는 더욱더 상기 연소보조재료로 충전된 로상부(爐床部)를 갖는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 가스화용융로.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 상기 고로의 측면에 가연성쓰레기 또는 가연성쓰레기와 연소보조재료의 공급구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 가스화용융로.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 돌출부가 고로내로 연장되는 치수는 쓰레기·부유층의 로내반경의 1/2이하인 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 가스화용융로.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 로저로부터 퇴적된 가연성쓰레기층의 상면까지의 높이를 H라 하고, 가연성쓰레기의 상면이 접하는 로체의 내경을 D라 할 때, H/D가 2 이하인 것을 특징으로 하는 가스화용용로.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가연성쓰레기층을 향하여 취입되는 공기의 양을 상기 연소보조재료층을 향하여 취입된 공기의 양이상으로 하는 것을 특징으로 하는 가스화용융로.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 로저부에 용융슬래그를 연속적으로 배출하는 용융 슬래그 배출구를 갖는 것을 특징으로 하는 가스화용융로.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가연성쓰레기층을 통과하는 가스의 온도를 500∼1000℃로 하는 것을 특징으로 하는 가스화용융로.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 로저부근방은 평균치로 0.3 ∼ 5 kPa의 정압인 것을 특징으로 하는 가스화용융로.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고로에 2차 연소로가 연결되어 있고, 상기 고로내의 상기 가연성쓰레기층보다 위쪽공간과 상기 2 차 연소로의 입구근방에 각각 제 1 추가 공기공급수단 및 상기 2 차연소로의 입구근방에 각각 제 1 추가공기공급수단 및 제 2 추가 공기공급수단을 가지며, 상기 제 1 추가 공기공급수단으로부터 상기 고로내를 화학양론적 공기량이하로 유지하도록 공기를 공급하여 가스를 연소시키고, 상기 제 2 추가 공기공급수단으로부터 상기 2 차 연소로내를 화학양론적공기량이상으로 유지하도록 공기를 공급하여 가스를 다시 연소시키는 것을 특징으로 하는 가스화용융로.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 2 차 연소로의 하류에, 연소된 가스를 400∼200℃까지 급냉하는 냉각탑이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가스화용융로.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연소보조재료가 코크스인 것을 특징으로 하는 가스화용융로.
14. 고로내로 가연성쓰레기 및 연소보조재료를 공급하고, 그것들의 가연성물질에 대한 화학양론적공기량이하의 분위기하에서 가연성쓰레기를 연소 및 가스화하고,잔류물을 플라즈마토치로부터 공급되는 열공기에 의해 용융슬래그로 하여 배출구에서 배출하는 가연성쓰레기의 용융처리공정과, 상기 가연성쓰레기 및 상기 연소보조재료의 공급을 정지하여 가연성쓰레기의 용융처리를 일시적으로 정지하는 공정을 반복하여 행하는 것을 특징으로 하는 가연쓰레기의 용융처리방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 플라즈마토치보다 위쪽에 공기공급수단을 설치하고, 상기 가연성쓰레기의 용융처리시에 로내의 상기 가연성쓰레기를 향하여 공기를 취입하는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 용융처리방법.
16. 제 14 항 또는 제 16 항에 있어서, 가연성쓰레기의 용융처리시에 로저부근방의 압력을 평균치로 0.3∼5kPa의 정압으로 유지하는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 용융처리방법.
17. 제 14 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서, 로저부에 설치된 용융슬래그배출구로부터 용융슬래그를 연속적으로 배출하는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 용융처리방법.
18. 제 14 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연소보조재료층을 향하여 상기 플라즈마토치로부터 상기 가연성물질에 대한 화학양론적산소량의 10∼30%의 산소를 함유하는 고온가스를 취입하는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 가스화용융방법.
19. 제 14 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서, 연소보조재료층보다 위쪽에 가연성쓰레기층을 형성하고, 상기 공기공급수단에서 상기 가연성쓰레기층을 향하여 공기를 취입하는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 가스화용융방법.
20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기공급수단으로부터 공급되는 공기에 포함되는 산소의 량을 상기 플라즈마토치로부터 공급되는 고온가스에 포함되는 산소의 양보다 적게 하는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 가스화용융방법.
21. 제 14 항 내지 제 20 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연소보조재료로서 코크스를 사용하는 것을 특징으로 하는 가연성쓰레기의 가스화용융방법.