KR20010092267A - 폐기물의 소각처리방법 - Google Patents

폐기물의 소각처리방법 Download PDF

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Abstract

다이옥신류의 배출을 방지하고, 러닝 코스트를 저감시킬 수 있는 폐기물의 소각처리방법을 제공한다. 가스화로 내의 폐기물을 건류하여, 발생하는 가연성 가스를 연소로에서 연소시킨다. 가연성 가스의 양에 맞춰서 연소로에 산소를 공급한다. 가연성 가스의 연소에 의한 연소로 내의 온도변화에 맞춰 가스화로에 공급되는 산소량을 제어함으로써 가연성 가스의 발생량을 조정하여, 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상의 거의 일정한 온도로 한다. 폐기물은 연소로 내를 제1 소정온도이상으로 하는 열량으로 조정된다. 연소로 내의 온도가 타연료의 소각에 의해 제1 소정온도 이상이 되었을 때 가연성 가스를 도입한다. 연소로 내의 온도가 가연성 가스만의 연소로 제2 소정온도 이상이 되었을 때 타연료의 연소를 종료한다. 연소로내의 온도가 제3 소정온도 이하가 되었을 때 타연료의 연소를 재개한다. 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상으로 유지하고, 가스화로 내의 온도가 제4 소정온도이하가 되었을 때 타연료의 연소를 종료한다.

Description

폐기물의 소각처리방법{Waste incineration disposal method}
최근, 폐기물의 소각처리에 동반하여 다이옥신류가 발생한다는 점이 지적되고 있다. 이것은, 상기 폐기물이 대부분의 경우 염소를 함유하고 있기 때문에, 이러한 폐기물을 250∼350℃정도의 온도에서 연소시키면, 상기 폐기물에서 유리되는 상기 염소와, 수지 등의 불완전연소에 의해 발생하는 탄화수소가, 상기 폐기물 중에 함유되어 있는 중금속을 촉매로 하여 반응함으로써 다이옥신류가 생성된다는 것이다.
상기 폐기물의 소각처리에 의한 다이옥신류의 배출을 방지하기 위해서는, 상기 폐기물을 800℃이상의 온도에 2초간이상 체류시켜, 생성된 다이옥신류를 완전히 열분해시키는 것이 유효한 것으로 알려져 있다. 그러나, 생활잡동사니, 종이, 연질 염화비닐 등의 폐기물은, 소각하더라도 안정되게 800℃이상의 온도로 하기가 곤란하므로, 상기 다이옥신류의 배출을 방지하기 위해, 일반적으로, 중유 등의 타연료와 함께 연소시킴으로써, 800℃이상의 온도에서 안정되게 소각하는 방법이 행해지고 있다. 이와 같이 할 때에는, 소각처리의 전(全) 행정(行程)을 통해서 상기 폐기물과 함께 타연료를 연소시켜야하기 때문에, 상기 타연료를 다량으로 요하므로 러닝 코스트의 증대를 피할 수 없다.
그런데 본 출원인은, 앞서 폐타이어 등의 폐기물을 소각처리하는 장치로서, 일본국 특개평2-135280호에 개시된 장치를 제안하였다.
상기 공보에 개시된 장치는, 밀폐구조의 가스화로와, 이 가스화로에 가스통로를 통해서 접속된 연소로로 이루어지며, 상기 가스화로 안에서 폐기물의 일부를 연소시키면서 그 연소열로 상기 폐기물의 다른 부분을 건류시킴으로써 발생되는 가연성 가스를 이 연소로에 도입시켜 완전연소시키는 것이다. 이어서, 상기 장치에 의한 폐기물의 소각처리에 대해서 상세하게 설명한다.
상기 장치에 의해 폐기물을 소각처리할 때에는, 우선, 밀폐구조의 가스화로에 미리 수용된 폐기물에 착화하여, 상기 폐기물의 일부를 연소시키면서, 그 연소열에 의해 상기 폐기물의 다른 부분을 건류시킨다. 그리고, 건류에 의해 발생하는 가연성 가스를, 상기 가스화로의 외부에 형성된 연소로에 가스통로를 통해서 도입시킨다.
이어서, 상기 연소로에서는, 도입된 상기 가연성 가스에 연소불꽃을 공급하여 착화시킴으로써 상기 가연성 가스의 연소를 개시한다.
계속하여, 상기 건류가 진행하여 상기 가연성 가스가 안정되게 발생하게 되면 상기 가연성 가스의 발생률도 서서히 증대하고, 이에 따라 상기 연소로 내의 온도(T2)로서 검지되는 상기 가연성 가스의 연소온도가, 도 3에 나타내는 바와 같이 점차 상승한다. 그래서, 상기 연소로 내의 온도(T2)가, 상기 가연성 가스가 자기연소열에 의해 자발적으로 안정되게 연소를 계속할 수 있는 온도(T2a)에 도달하면, 상기 연소불꽃의 공급을 정지시킨다.
이어서, 상기 연소로에 도입되는 상기 가연성 가스의 양에 맞춰서, 이 가연성 가스가 완전연소하기 위해 필요한 산소를 상기 연소로에 공급한다. 동시에, 상기 가연성 가스가 완전연소하고 있는 상태에서, 이 가연성 가스의 연소온도로서 상기 연소로 내의 온도(T2)를 검출하고, 온도(T2)의 변화에 맞춰서 상기 가스화로에 공급되는 산소량을 제어하여 상기 건류에 의해 발생하는 상기 가연성 가스의 양을 조정한다. 상기 장치에서는, 이와 같이 함으로써 상기 연소로 내의 온도(T2)를 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속하는 온도(T2a)이상의 온도(T2b)로 거의 일정하게 유지시킬 수 있다.
상기 장치에서는, 상기 건류가 더욱 진행하여 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 적어지면, 상기 가스화로에 공급되는 산소량을 증가시켜도 상기 연소로 내의 온도(T2)를 온도 T2b로 거의 일정하게 유지시킬 만큼의 가연성 가스를 발생시킬 수 없게 된다. 그러면, 상기 연소로 내의 온도(T2)는 점차 저하하고, 상기 가스화로에서는 상기 폐기물의 건류, 연소가 종료하여 재가 된다(이하, 회화(灰化)라 한다). 또, 상기 가스화로 내의 온도를 T1으로 하여 도 3에 나타낸다.
이 결과, 상기 장치에 의하면, 상기 폐기물의 건류와, 상기 가연성 가스의 완전연소를 안정되게 실시할 수 있어, 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속하는 단계에서는, 상기 연소로 내의 온도를 소정 온도 이상의 거의 일정한 온도로 유지할 수 있다.
여기서, 상기 공보에 개시된 장치를 이용하여 폐기물을 소각처리할 때, 연소온도가 다이옥신류를 열분해할 수 있을 것으로 여겨지는 온도, 예를 들어 800℃이상이 되는 연량을 가지는 가연성 가스를 발생하도록 상기 폐기물을 조정해 두면, 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속하는 단계에서는, 연소로 내의 온도를 800℃이상의 거의 일정한 온도로 유지할 수 있다. 따라서, 상기 연소로 내의 온도를 800℃이상의 온도로 하기 위해, 중유 등의 타연료의 연소를 필요로 하지 않아, 저 코스트로 다이옥신류의 배출을 방지할 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 하여 폐기물을 소각처리할 때에, 상기 폐기물의 건류개시후, 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속하게 될 때까지의 단계와, 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속하는 단계 후의 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 적어져 회화하는 단계에서는, 상기 연소로 내의 온도가 800℃에 도달하지 않아, 다이옥신류가 배출될 우려가 있다는 문제가 있다.
본 발명은, 폐기물을 소각처리하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 소각처리방법에 이용하는 폐기물의 건류가스화 소각처리장치의 1실시형태를 나타내는 시스템 구성도이며, 도 2는 본 발명의 소각처리방법에 있어서의 가스화로 내의 온도 및 연소로 내의 연소온도의 시간경과에 따른 변화를 나타내는 그래프이다. 또, 도 3은 종래의 소각처리방법에 있어서의 가스화로 내의온도 및 연소로 내의 연소온도의 시간경과에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.
(발명의 개시)
본 발명은, 이러한 문제를 해소하기 위해, 다이옥신류의 배출을 방지할 수 있고, 또한 러닝 코스트를 저감시킬 수 있는 폐기물의 소각처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 폐기물의 소각처리방법은, 가스화로 내에 수용된 폐기물의 일부를 연소시켜 그 연소열에 의해 상기 폐기물의 다른 부분을 건류하는 공정과, 이 건류에 의해 발생하는 가연성 가스를 연소로에 도입시켜 연소시키는 공정을 구비하며, 상기 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킬 때에, 이 연소로에 도입되는 가연성 가스의 양에 맞춰서 그 연소에 요구되는 산소를 상기 연소로에 공급하여 상기 가연성 가스를 연소시킴과 아울러, 상기 연소로에서 상기 가연성 가스의 연소에 의한 상기 연소로 내의 온도변화에 맞춰서 상기 가스화로에 공급되는 산소량을 제어하여 상기 건류에 의해 발생하는 가연성 가스의 양을 조정함으로써, 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상의 거의 일정한 온도로 유지하는 폐기물의 소각방법에 있어서, 연소되었을 때에 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상으로 하는 열량을 가지는 가연성 가스를 발생하도록 조정된 폐기물을 상기 가스화로에 수용함과 아울러, 이 폐기물의 착화에 앞서, 상기 연소로에서 상기 가연성 가스와 타연료를 연소시켜 상기 연소로 내의 온도가 제1 소정온도이상이 되었을 때에 상기 폐기물에 착화하여 건류를 개시하고, 발생하는 상기 가연성 가스를 상기 타연료와 함께 연소시켜 상기 연소로 내의 온도가 상기 가연성 가스만의 연소에 의해 제1 소정온도보다 고온인 제2 소정온도 이상이 되었을 때에 상기 타연료의 연소를 종료한다. 이어서, 상기 연소로 내의 온도를 제2 소정온도 이상의 거의 일정한 온도로 유지하여 상기 가연성 가스만을 연소시키고, 상기 연소로 내의 온도가 상기 거의 일정한 온도보다 저온이고 제1 소정온도보다 고온인 제3 소정온도 이하가 되었을 때에 상기 타연료의 연소를 재개하여, 상기 가연성 가스를 상기 타연료와 함께 연소시킴으로써, 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상으로 유지하며, 상기 가스화로 내의 온도가 상기 가스화로 내의 최고온도보다 저온인 제4 소정온도 이하가 되었을 때에 상기 타연료의 연소를 종료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방법은, 상술한 공보에 개시된 장치를 이용하여, 연소되었을 때에 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상이 되게 하는 열량을 가지는 가연성 가스를 발생하도록 조정된 폐기물을 상기 가스화로에 수용하여, 상기 폐기물의 소각처리를 실시하는 것이다. 여기서, 제1 소정온도는, 다이옥신류를 열분해할 수 있는 온도로서, 구체적으로는 800℃이상으로 설정된다.
이와 같이 함으로써, 상기 가스화로에서의 상기 폐기물의 건류에 의해 발생한 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킬 때에, 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속하는 단계에서는, 중유 등의 타연료를 연소시키는 일 없이, 상기 가연성 가스 자체의 열량으로 상기 연소로 내의 온도를 800℃이상의 거의 일정한 온도로 유지시켜 다이옥신류의 배출을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에서는, 상기 폐기물의 착화에 앞서, 상기 연소로에서상기 가연성 가스와 타연료를 연소시킴으로써, 상기 가연성 가스가 상기 연소로에 도입되기 전에 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상으로 가열해 둔다. 그리고, 상기 연소로 내의 온도가 제1 소정온도 이상이 되면, 상기 가스화로 내의 폐기물에 착화하여, 상기 폐기물의 건류를 개시한다. 이 결과, 상기 건류에 의해 발생하는 가연성 가스는, 상기 연소로 내의 온도가 제1 소정온도 이상이 되어 있는 상태에서, 상기 연소로 내에 도입됨으로써, 건류의 초기단계에서의 다이옥신류의 배출을 방지할 수 있다.
상기 건류의 초기단계에서는, 건류가 충분히 안정되어 있지 않기 때문에, 발생하는 가연성 가스의 양도 안정적이지 않아, 상기 가연성 가스만의 연소에 의해서는 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상으로 유지하기가 어렵다. 그래서, 본 발명의 방법은, 상기 건류의 초기단계에서는, 상기 가연성 가스를 상기 타연료와 함께 연소시킴으로써, 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상으로 유지한다. 그리고, 연소로 내의 온도가 상기 가연성 가스만의 연소에 의해 제1 소정온도보다 고온인 제2 소정온도 이상이 되면, 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속할 수 있는 것으로 판단하여, 상기 타연료의 연소를 종료한다. 이 결과, 상기 건류의 개시에서 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속할 수 있게 될 때까지의 단계에서의 다이옥신류의 배출을 방지할 수 있다.
상기 타연료의 연소종료 후에는, 상기 가연성 가스만이 상기 연소로 내의 온도를 제2 소정온도이상, 즉 제1 소정온도 이상의 거의 일정한 온도로 유지하여 연소된다. 따라서, 상술한 바와 같이, 이 단계에서의 다이옥신류의 배출을 방지할수 있다.
상기 가스화로 내의 폐기물의 건류가 진행되어 건류할 수 있는 부분이 적어지면 상기 가연성 가스의 발생량이 저감되므로, 상기 연소화로 내의 온도가 제2 소정온도 이상의 거의 일정한 온도로부터 저하하기 시작한다. 그러나, 이 단계에서는, 상기 가스화로 내의 온도가 높아, 아직 다이옥신류가 생성되고 있을 가능성이 있다.
그래서, 본 발명의 방법에서는, 이어서 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이상의 거의 일정한 온도에서 저하하기 시작하면, 상기 연소로 내의 온도가 제1 소정온도보다 낮아지지 않도록, 제1 소정온도보다 고온인 제3 소정온도 이하가 된 시점에서, 상기 타연료의 연소를 재개한다. 상기 가연성 가스를 상기 타연료와 함께 연소시킴으로써, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 적어져 가연성 가스의 발생량이 저감되어도, 상기 연소로 내의 온도가 제1 소정온도 이상으로 유지된다.
그리고, 상기 가스화로 내의 온도가 상기 가스화로 내의 최고온도보다 저온인 제4 소정온도 이하가 되면, 상기 가연성 가스에 다이옥신류가 함유되지 않은 것으로 판단하여, 상기 타연료의 연소를 종료한다. 여기서, 제4 소정온도는 구체적으로는 다이옥신류의 생성온도 미만의 온도로 설정된다. 이 결과, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 적어져 회화하는 단계에서의 다이옥신류의 배출을 방지할 수 있다.
상기 타연료의 연소가 종료되면, 이윽고, 상기 가스화로 내의 상기 폐기물의건류할 수 있는 부분이 없어져, 상기 폐기물이 회화되고, 자연히 소화된다. 또, 상기 연소로 내에서도, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류할 수 있는 부분의 감소에 따라, 상기 가연성 가스의 양이 저감되어, 자발적인 연소를 유지할 수 없게 되므로, 자연히 소화된다. 이 결과, 본 발명의 방법에 관한 소각처리가 자연히 종료된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의하면, 상기 폐기물의 건류의 개시에서, 상기 가스화로 내의 온도가 다이옥신류의 생성온도 미만의 온도가 될 때까지, 상기 연소로 내의 온도가 제1 소정온도 이상으로 유지된다. 따라서, 상기 폐기물의 소각처리의 전 행정에 걸쳐서, 확실하게 다이옥신류의 배출을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에서는, 상기 폐기물의 건류개시 후, 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속하게 될 때까지의 단계와, 상기 가연성 가스가 자발적적으로 안정되게 연소를 계속하는 단계 후의 상기 가스화로의 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 적어져 회화하는 단계에서 상기 타연료의 연소를 실시할 뿐, 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속하는 단계에서는 상기 타연료의 연소를 실시하지 않으므로, 상기 타연료의 사용량이 절감되어 러닝 코스트를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 방법은, 상기 폐기물의 착화에서 상기 연소로 내의 온도가 상기 가연성 가스만의 연소에 의해 제2 소정온도 이상이 될 때까지의 기간에 있어서, 상기 타연료의 연소는, 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이상이 되었을 때에 상기 타연료의 연소를 정지하고, 정지 후에 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이하가 되었을 때에 재점화함으로써 단속적(斷續的)으로 실시되며, 상기 타연료의 연소정지 후에도 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이상일 때에, 상기 타연료의 단속적 연소를 종료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방법에서는, 상기 타연료의 연소를 정지하면, 상기 연소로 내의 온도는 상기 가연성 가스만의 연소에 의존하게 되기 때문에, 상기 타연료의 연소를 정지한 후의 상기 연소로 내의 온도를 보는 것으로써, 상기 가연성 가스의 연소상태를 검출할 수 있다. 그래서, 상기 기간에 있어서 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이상이 되어 상기 타연료의 연소를 정지한 후에, 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이하가 되면, 상기 가연성 가스만의 연소에 의해서는 아직 상기 연소로 내의 온도가 제1 소정온도 이상이 되지 않을 가능성이 있는 것으로 판단하여, 상기 타연료의 재점화를 실시한다. 또, 상기 재점화 후에, 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이상이 되면, 다시 상기 타연료의 연소를 정지하고, 상기 조작을 반복한다.
그리고, 상기 타연료의 연소를 정지해도, 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이상의 온도를 유지하고 있다면, 상기 가연성 가스만의 연소에 의해서 상기 연소로 내의 온도가 확실하게 제1 소정온도 이상이 되어, 상기 가연성 가스가 자발적으로 안정된 연소를 계속할 수 있는 것으로 판단하여, 상기 타연료의 연소를 종료한다.
또, 본 발명의 방법에서는, 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이하가 되고나서부터 상기 가스화로 내의 온도가 제4 소정온도이하로 될 때까지의 기간에있어서, 상기 타연료의 연소는, 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이상이 되었을 때에 상기 타연료의 연소를 정지하고, 상기 정지 후에, 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이하가 되었을 때에 재점화함으로써 단속적으로 실시되며, 재점화 후에도 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이하일 때에는 상기 타연료의 연소를 계속적으로 실시하여 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상으로 유지하며, 상기 가스화로 내의 온도가 제4 소정온도 이하가 되었을 때에 상기 타연료의 연소를 종료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방법에서는, 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이하가 되었을 때에 상기 타연료의 연소가 재개된다. 그리고, 상기 타연료의 연소에 의해 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이상이 되면, 상기 타연료의 연소를 정지하고, 정지한 후의 상기 연소로 내의 온도를 보는 것으로써, 상술한 바와 같이 상기 가연성 가스의 연소상태를 검출할 수 있다.
그래서, 상기 기간에 있어서 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이상이 되어 상기 타연료의 연소를 정지했을 때에, 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이하가 되면, 상기 가연성 가스만의 연소에 의해서는, 이미 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이상이 되지 않을 가능성이 있는 것으로 판단하여, 상기 타연료의 재점화를 실시한다. 또, 상기 재점화 후에, 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이상이 되면, 재차 상기 타연료의 연소를 정지하고, 상기 조작을 반복한다.
그리고, 상기 타연료의 재점화를 실시해도, 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이하라면, 상기 가연성 가스만의 연소에 의해서는 전혀 상기 연소로 내의온도를 제1 소정온도 이상으로 유지할 수 없게 된 것으로 판단하여, 상기 타연료의 연소를 계속하여 실시하여 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상으로 유지한다. 그 후, 상기 가스화로 내의 온도가 제4의 소정온도이하가 되면, 상술한 바와 같이, 상기 가스화로에서 상기 연소로에 도입되는 가스에 다이옥신류가 함유되어 있지 않은 것으로 판단하여, 상기 타연료의 연소를 종료한다.
본 발명의 방법에서는, 상술한 바와 같이, 상기 폐기물의 착화에서 상기 연소로 내의 온도가 상기 가연성 가스만의 연소에 의해 제2 소정온도 이상이 될 때까지의 기간 또는 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이하가 되고나서 상기 가스화로 내의 온도가 제4 소정온도 이하가 될 때까지의 기간에 있어서, 상기 타연료의 연소를 단속적으로 실시함으로써 상기 타연료를 절약할 수 있고 또한 러닝 코스트를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 방법은, 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이하가 되고나서 상기 가스화로 내의 온도가 제4 소정온도 이하가 될 때까지의 기간에 있어서, 상기 가스화로 내의 온도를 소정기간마다 검출하여, 상기 가스화로 내의 온도가 가스화로 내의 최고온도 미만이라는 사실이 연속하여 소정회수 검지된 후, 상기 가스화로 내의 소정온도가 제4 소정온도 이하가 되었을 때에, 상기 타연료의 연소를 종료하는 것을 특징으로 한다.
상기 가스화로 내에서는, 상기 폐기물의 건류할 수 있는 부분이 적어지면, 그 정도까지 건류를 위해 소비되었던 열량이 소비되지 않게 되므로, 상기 폐기물의 적열에 의해 가스화로 내의 온도가 급격하게 상승하기 시작한다. 그리고, 상기 폐기물의 적열화가 종료하여 회화가 시작되면, 가스화로 내의 온도는 상기 폐기물이 적열화되었을 때의 온도를 최고로 하여 감소로 바뀐다.
그러나, 본 발명의 방법에 의해 소각처리되는 폐기물은, 그 재질, 용량 등이 제각각이기 때문에, 상기 적열화에서 회화로의 이행이 균등하게 진행되지 않아, 표면은 회화하고 있더라도, 하층부에서는 아직 적열이 일어나고 있거나, 적열화가 늦어지고 있는 폐기물이 남아 있는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 상기 폐기물의 적열화에 의해 온도가 다시 상승하는 경우가 있다. 이러한 경향은, 상기 가스화로의 용량이 클 때에 보다 현저해진다.
그래서, 본 발명의 방법에서는, 상술한 바와 같이, 상기 가스화로 내의 온도를 소정시간마다 검출하여, 그 가스화로 내의 온도가 상기 가스화로 내의 최고온도 미만이라는 사실이 연속하여 소정회수 검지되었을 때, 이 가스화로 내의 폐기물이 전체적으로 회화로 이행한 것으로 판단하여, 이 후, 상기 가스화로 내의 온도가 제4 소정온도 이하로 되었을 때에 상기 타연료의 연소를 종료한다. 이와 같이 함으로써, 상기 가스화로 내의 온도의 재상승에 의한 다이옥신의 배출을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 방법은, 상기 가스화로 내의 폐기물의 건류에 의해 발생하는 상기 가연성 가스를 상기 연소로에 도입하여 연소시킬 때에, 상기 가연성 가스의 일부를 분취하고 응축시켜서 유분을 회수함과 아울러, 이 유분을 상기 타연료로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방법에서는, 상기 타연료로서 중유 등의 조연유(助燃油)를 이용할수 있으나, 상기 조연유만을 이용하면 연료의 증가에 의한 부담이 무거워진다. 그래서, 상기 가연성 가스의 일부를 분취하여, 응축시켜서 회수한 유분을 상기 타연료에 첨가함으로써 상기 부담을 경감시킬 수 있다.
상기 건류가 활발하게 진행되고 있는 단계에서는, 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상의 거의 일정한 온도로 유지하기에 충분한 가연성 가스가 발생하고 있으므로, 상기 가연성 가스의 일부를 분취하더라도 상기 연소로 내의 온도는 아무 지장없이 상기 거의 일정한 온도로 유지된다. 또, 상기 가연성 가스에 함유되어 있는 가연성 성분은, 이것을 응축시켜서 액화시킴으로써 용이하게 유분으로서 회수할 수 있다.
또, 본 발명의 방법은, 상기 타연료의 연소를 실시할 때에, 상기 연소로의 열에 의해 가열된 산소를 상기 연소로에 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 연소로에 가열된 산소를 공급하면, 상기 연소로 내에서 산소의 가열을 위해서 소비되는 열량이 절감되며, 상기 가연성 가스의 연소온도가 높아진다. 따라서, 상기 타연료의 연소를 실시할 때에 그 연료를 저감시킬 수 있다.
(발명의 실시하기 위한 최량의 형태)
이어서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 폐기물의 건류가스화 소각처리장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 폐타이어를 주로 하는 각종 폐기물의 혼합물인 폐기물(A)을 수용하는 가스화로(1)와, 이 가스화로(1)에 가스통로(2)를 통해서 접속되는 연소로(3)를 구비한다. 가스화로(1)의 상면부에는, 개폐가능한 투입도어(4)를 구비하는 투입구(5)가 형성되어, 투입구(5)로부터 폐타이어 등의 폐기물(A)을 가스화로(1) 내에 투입할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 가스화로(1)는 그 투입도어(4)를 닫은 상태에서는, 그 내부가 실질적으로 외부와 차단되도록 되어 있다.
가스화로(1)의 외측 가장자리부에는, 그 냉각구조로서, 가스화로(1)의 내부와 격리된 물 재킷(water jacket)이 형성되어 있다. 물 재킷(6)은, 도시하지 않은 급수장치로부터 급수를 받아, 내부의 수량이 소정수위로 유지되도록 하고 있다.
가스화로(1)의 하부는 하측으로 돌출된 원뿔대형상으로 형성되며, 그 원뿔대형상의 하부의 외측 가장자리부에는, 가스화로(1)의 내부와 격리된 공기실(7)이 형성되어 있다. 이 공기실(7)은, 가스화로(1)의 내벽부에 형성된 복수의 급기노즐(8)을 통해서 가스화로(1)의 내부에 연통하고 있다.
가스화로(1) 하부의 상기 공기실(7)에는, 건류산소공급로(9)가 접속되어 있다. 건류산소공급로(9)는 주 산소공급로(10)를 통해서 송풍팬 등에 의해 구성된 산소(공기)공급원(11)에 접속되어 있다. 건류산소공급로(9)에는 제어 밸브(12)가 형성되며, 이 제어 밸브(12)는 밸브 구동기(13)에 의해 그 열림정도가 제어되도록 되어 있다. 이 경우, 밸브 구동기(13)는, CPU 등을 포함하는 전자회로에 의해 구성된 제어장치(14)에 의해 제어된다.
또한, 가스화로(1)의 아래쪽 측부에는, 제어장치(14)로부터 제어되어, 가스화로(1)에 수용된 폐기물(A)에 착화하기 위한 착화장치(15)가 부착되어 있다. 착화장치(15)는 점화버너 등에 의해 구성되며, 중유 등의 조연유가 저류되어 있는 연료공급장치(16)로부터 연료공급로(17)를 통해서 공급되는 연료를 연소시킴으로써, 폐기물(A)에 연소불꽃을 공급한다.
연소로(3)는, 폐기물(A)의 건류에 의해 발생하는 가연성 가스와 그 완전연소에 필요한 산소(공기)를 혼합하는 버너부(18)와, 산소와 혼합된 가연성 가스를 연소시키는 연소부(19)로 이루어지며, 연소부(19)는 버너부(18)의 선단측에서 상기 버너부(18)에 연통하고 있다. 버너부(18)의 후단부에는 가스통로(2)가 접속되어, 가스화로(1)에서의 폐기물(A)의 건류에 의해 발생한 가연성 가스가 이 가스통로(2)를 통해서 버너부(18)에 도입된다.
버너부(18)의 외측 가장자리부에는, 그 내부와 격리된 공기실(20)이 형성되며, 이 공기실(20)은 버너부(18)의 내측 가장자리부에 뚫려 형성된 복수의 노즐구멍(21)을 통해서 버너부(18)의 내부에 연통하고 있다. 공기실(20)에는, 주 산소공급로(10)에서 분기(分岐)되는 연소산소공급로(22)가 접속되어 있다. 연소산소공급로(22)에는 제어 밸브(23)가 형성되며, 이 제어 밸브(23)는 밸브 구동기(24)에 의해 그 열림정도가 제어되도록 되어 있다. 이 경우, 밸브 구동기(24)는 상기 제어장치(14)에 의해 제어된다.
버너부(18)의 후단부에는, 제어장치(14)에 의해 제어되어, 연료공급장치(16)로부터 연료공급로(17)를 통해서 공급되는 중유 등의 조연유를 연소시키는 연소장치(25)가 부착되어 있다. 연소장치(25)는 점화버너 등에 의해 구성되며, 상기 조연유를 연소시킨다. 또, 연소장치(25)는 버너부(18)에 도입된 가연성 가스에 착화하는 경우에도 이용된다.
연소부(19)의 선단부에는, 가연성 가스가 연소부(19)에서 완전연소된 후의 폐가스를 배출하는 덕트(26a)가 형성되어 있으며, 열교환기(27)의 일측의 단부에 접속되어 있다. 열교환기(27)는, 내부에는 주 산소공급로(10)가 설치되어 있으며, 상기 폐가스와 주 산소공급로(10)에 유통되는 산소와의 사이에서 열교환을 실시함으로써, 상기 산소를 가열시킨다.
열교환기(27)의 타측 단부에는, 상기 산소와 열교환된 상기 폐가스를 송풍팬(28)을 통해서 굴뚝(29)으로부터 대기중으로 배출하는 덕트(26b)가 접속되어 있으며, 덕트(26b)의 중도에는 사이클론(30), 냉각탑(31), 백 필터(bag filter)(32)가 설치되어 있다.
또한, 본 실시형태의 장치에서는 가스통로(2)의 중도에, 가스화로(1)에서 연소로(3)에 도입되는 가연성 가스의 일부를 나누어 가지는 분취도관(分取導管)(33)이 역지 밸브(34)를 통하여 접속되어 있으며, 분취(分取)된 가연성 가스를 유분회수장치(35)로 안내한다. 유분회수장치(35)는, 분취된 가연성 가스를 응축하는 콘덴서(36a, 36b)와, 콘덴서(36a, 36b)에서 응축되지 않은 가연성성분을 다시 회수하는 유분 분리기(37)로 이루어진다. 유분 분리기(37)는 가스도관(38)에 의해 연소로(3)에 접속되어 있어, 유분 분리기(37)에서도 완전히 분리되지 않은 가연성성분을 포함하는 가스는, 가스도관(38)에 의해 송풍팬(39)을 통해서 연소로(3)의 연소부(19)에 도입된다.
콘덴서(36a, 36b)의 하측에는, 각각 응축된 유분을 저류하는 저류조(40a, 40b)가 형성되어 있다. 콘덴서(36a, 36b)에서 응축된 유분은, 저류조(40a, 40b)에서 회수유도관(41)에 의해 도출되어, 유수분 분리기(42), 여과기(43)를 거친 후, 펌프(44)를 통해서 연료공급장치(16)로 보내진다.
또한, 본 실시형태의 장치에 있어서, 가스화로(1)의 상부에는 가스화로(1) 내의 온도(T1)를 검지하는 온도센서(45)가 부착되며, 연소로(3)에는 연소로(3) 내의 온도(T2)를 검지하는 온도센서(46)가 버너부(18)의 선단부에 면하는 위치에 부착되어 있다. 온도센서(45, 46)의 검지신호는 제어장치(14)에 입력된다.
이어서, 본 실시형태의 장치에 의한 폐기물의 소각처리방법에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.
도 1에 나타내는 장치에 있어서, 폐기물(A)을 소각처리할 때에는, 우선, 가스화로(1)의 투입도어(4)를 열고, 투입구(5)로부터 폐기물(A)을 가스화로(1) 내에투입한다. 상기 폐기물(A)은, 폐타이어를 주로 하는 각종 폐기물을 혼합한 것으로서, 가스화로(1) 내에서의 건류에 의해 발생하는 가연성 가스가 안정되게 연소를 계속할 때에 그 연소온도가 800℃(제1 소정온도) 이상이 되는 열량을 가지도록 조정되어 있으며, 본 실시형태에서는 상기 연소온도가 850℃이상이 되는 열량을 가지도록 조정되어 있다.
이어서, 투입도어(4)를 닫아 가스화로(1) 내를 밀봉상태로 한 후, 상기 폐기물(A)의 착화에 앞서, 제어장치(14)에 의해 연소로(3)의 연소장치(25)를 작동시킴으로써 상기 조연유의 연소를 개시한다. 연소로(3) 내의 온도(T2)는 상기 조연유의 연소에 의해 점차 상승하고, 온도센서(46)에 의해 검지되는 온도(T2)가 800℃를 넘으면, 제어장치(14)에 의해 가스화로(1)의 착화장치(15)가 작동하여 폐기물(A)에 착화되고, 폐기물(A)의 부분적 연소가 시작된다.
폐기물(A)의 부분적 연소가 시작되면 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 점차 상승하고, 온도센서(45)에 의해 검지되는 온도(T1)가 소정 온도(T1A)에 도달하면, 제어장치(14)에 의해 상기 착화가 이상없이 실시된 것으로 판단되어 착화장치(15)가 정지된다.
상기 착화시에, 건류산소공급로(9)의 제어 밸브(12)는, 제어장치(14)에 의해 제어되는 밸브 구동기(13)에 의해, 비교적 작은 소정의 열림정도로 미리 열려져 있다. 이 결과, 착화장치(15)에 의한 폐기물(A)로의 착화는, 가스화로(1) 내에 존재하고 있었던 산소와, 산소(공기)공급원(11)으로부터 주 산소공급로(10) 및 건류산소공급로(9)를 통해서 가스화로(1)에 공급되는 소량의 산소를 사용하여 실시된다.
상기 착화에 의해, 가스화로(1) 내의 폐기물(A)의 하층부에서, 폐기물(A)의 부분연소가 시작되면, 그 연소열에 의해 상기 폐기물(A)의 상층부의 건류가 시작되며, 이 건류에 의해 발생한 가연성 가스는, 상기 가스화로(1)에 접속된 가스통로(2)를 통해서, 연소로(3)의 버너부(18)에 도입된다. 상기 착화 후, 제어장치(14)는 소정의 프로그램에 따라서, 건류산소공급로(9)에 형성된 제어 밸브(12)의 열림정도를 단계적으로 서서히 증대시켜 간다. 이 결과, 폐기물의 하층부에, 그 계속적인 연소에 필요충분한 정도로 산소가 공급되어, 폐기물(A)의 하층부의 연소가 필요이상으로 확대되지 않고 안정되게 이루어짐과 아울러, 폐기물(A)의 상층부의 건류도 안정되게 실시되어 간다.
상기 가연성 가스가 연소로(3)의 버너부(18)에 도입될 때, 연소산소공급로(22)의 제어 밸브(23)는, 제어장치(14)에 의해 제어되는 밸브 구동기(24)에 의해 미리 소정의 열림정도로 열려 있다. 그래서, 버너부(18)에 도입된 가연성 가스는, 버너부(18) 내에서 연소산소공급로(22)에서 공급되는 산소와 혼합되고 연소장치(25)에서 공급되는 연소불꽃에 의해 착화되어, 연소부(19)에서 상기 조연유와 함께 연소를 개시한다.
상기 가연성 가스의 연소가 개시된 시점에서는, 상기 건류에 의한 상기 가연성 가스의 발생이 불안정하여, 이 가연성 가스가 연소로(3)에 안정되게 공급되지 않는 경우도 있으나, 상기한 바와 같이 가스화로(1) 내에서 건류가 안정되게 이루어짐에 따라서 상기 가연성 가스가 연속적으로 발생하게 되며, 그 발생량도 증가해간다.
이 때, 상기 가연성 가스의 발생량이 증가하여 연소로(3) 내의 온도(T2)가 상승하면, 상기 가연성 가스가 자기의 연소열에 의해 자발적으로 안정되게 연소를 계속할 수 있게 된다. 그래서, 제어장치(14)는, 온도센서(46)에 의해 검출되는 연소로(3) 내의 온도(T2)가 800℃이상인 제2 소정온도, 예를 들어 830℃이상이 되면, 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소를 정지하고, 정지 후의 온도(T2)의 변화에 의해 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속할 수 있는지를 판단한다.
즉, 상기 조연유의 연소를 정지한 후, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이하가 되면, 아직 가연성 가스가 자발적으로 연소할 수 있는 상태에 이르지 않은 것으로 판단하여, 연소장치(25)에 재점화하여 조연유의 연소를 재개한다. 그리고, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상이 되면, 다시 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소를 정지하고, 가연성 가스가 자발적으로 안정하게 연소를 계속할 수 있는지를 판단하는 조작을 반복한다.
이 결과, 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소는, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상이 되면 정지, 830℃이하가 되면 재개를 하는 것과 같이 단속적으로 실시되며, 이 사이, 연소로(3) 내의 온도(T2)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 지그재그형상으로 변화한다. 그리고, 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소를 정지시켜도, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상을 유지하게 되면, 제어장치(14)는, 상기 가연성가스는 자기의 연소열에 의해 자발적으로 연소할 수 있는 상태에 도달한 것으로 판단하여 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소를 종료한다. 이 후는, 상기 가연성 가스만의 자발적인 연소가 실시되어, 온도센서(46)에서 검지되는 연소로(3) 내의 온도(T2)는 실질적으로 상기 가연성 가스 자체의 연소온도를 나타내게 된다.
상기 가연성 가스만의 자발적인 연소가 실시되게 되면, 연소로(3) 내의 온도(T2)에 의해 검지되는 상기 가연성 가스 자체의 연소온도는, 830℃이상의 거의 일정한 온도, 예를 들어 850℃로 유지된다. 이 때, 제어장치(14)는 상기 가연성 가스가 완전연소되기 위해 필요충분한 양의 산소가 버너부(18)에 공급되도록 연소산소공급로(22)의 제어 밸브(23)의 열림정도를 자동적으로 제어한다. 구체적으로 상기 제어는, 연소로(3) 내에서의 가연성 가스의 연소온도(T2)가 850℃보다 낮아지면 제어 밸브(23)의 열림정도가 작아져 버너부(18)로의 산소공급량이 저감되고, 역으로 온도(T2)가 850℃보다 높아지면 제어 밸브(23)의 열림정도가 커져서 버너부(18)로의 산소공급량이 증가되도록 실시된다.
동시에, 제어장치(14)는, 온도센서(46)에서 검지되는 연소로(3) 내에 있어서의 가연성 가스의 연소온도(T2)에 맞춰서 제어 밸브(12)의 열림정도를 자동적으로 제어함으로써, 가스화로(1)에서의 상기 가연성 가스의 발생량을 조정하여, 연소로(3) 내에서의 가연성 가스의 연소온도(T2)가 850℃로 거의 일정하게 유지되도록 한다. 구체적으로는, 상기 제어는, 연소로(3) 내에서의 가연성 가스의연소온도(T2)가 850℃보다 낮아지면, 제어 밸브(12)의 열림정도가 커져서 가스화로(1)로의 산소공급량을 증가시켜 상기 건류에 의한 상기 가연성 가스의 발생이 촉진되도록 실시된다. 또, 상기 제어는, 역으로 연소로(3) 내에서의 가연성 가스의 연소온도(T2)가 850℃보다 높아지면, 제어 밸브(12)의 열림정도가 작아져 가스화로(1)로의 산소공급량을 저감시켜 상기 건류에 의한 상기 연소가스의 발생이 억제되도록 실시된다. 이로써, 가스화로(1)에서는 폐기물(A)의 하층부의 연소와 상층부의 건류가 안정되게 진행되고, 연소로(3)에서는 도 2에 나타내는 바와 같이 온도(T2)가 850℃로 거의 일정하게 유지된다.
또한, 온도센서(45)에 의해 검지되는 가스화로(1) 내의 온도(T1)는, 상기 연소장치(25)의 작동 중, 상기 폐기물(A)에 착화된 직후에는 폐기물(A)의 하층부의 연소에 따라 상승하나, 그 후, 폐기물(A)의 하층부의 연소열이 상층부의 건류를 위해 소비되기 때문에 일단 하강한다. 그리고, 연소장치(25)가 정지되고 상기 가연성 가스만의 자발적 연소가 실시되어, 상기 건류가 정상적으로 안정되게 진행되는 단계(연소로(3) 내의 온도(T2)가 850℃으로 거의 일정하게 유지되는 단계)에 들어가면, 가스화로(1) 내의 온도(T1)는 상기 건류가 진행됨에 따라서 점차 상승한다.
상기 가연성 가스만이 자발적인 연소를 실시하는 단계에서는, 상기 가연성 가스의 발생이 활발하여, 상기 가연성 가스의 일부를 분취하더라도, 연소로(3) 내의 온도(T2)를 850℃로 거의 일정하게 유지하기에 충분한 가연성 가스를 얻을 수 있다. 그래서, 이 단계에서는 후술하는 바와 같이 분취도관(33)에 의해 상기 가연성 가스의 일부를 분취하여, 이 가연성 가스에 포함되는 가연성 성분을 유분회수장치(35)에 의해 유분으로서 회수한다.
계속해서, 상기 건류가 진행되어, 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 부족해지면, 건류산소공급로(9)의 제어 밸브(12)의 열림정도를 조정하여 가스화로(1)에 대한 산소공급량을 증가시켜도 연소로(3) 내의 온도(T2)를 850℃로 거의 일정하게 유지하기에 충분한 양의 가연성 가스를 발생시킬 수 없게 된다. 이와 같은 상태가 되면, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 850℃에서 저하하는 경향을 나타내게 된다.
그래서, 제어장치(14)는, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 850℃이하, 800℃이상인 제3 소정온도, 예를 들어 830℃이하가 되면, 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소를 재개한다. 이 단계에서는, 제어장치(14)는, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상이 되면, 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소를 정지하고, 정지 후의 연소로(3) 내의 온도(T2)의 변화에 의해 가연성 가스가 자발적으로 안정되게 연소를 계속할 수 있는지의 여부를 판단한다.
즉, 상기 조연유의 연소를 정지시킨 후, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이하가 되면, 제어장치(14)는 가연성 가스가 이미 자기의 연소열에 의해 자발적으로 연소할 수 없을 가능성이 있는 것으로 판단하여, 연소장치(25)에 재점화하고 조연유의 연소를 재개한다. 그리고, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상이 되면, 다시연소장치(25)에 의한 조연유의 연소를 정지하고, 가연성 가스가 자발적으로 안정하게 연소를 계속할 수 있는지를 판단하는 조작을 반복한다.
이 결과, 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소는, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상이 되면 정지, 830℃이하가 되면 재개하는 것과 같이 단속적으로 실시되며, 이 사이, 연소로(3) 내의 온도(T2)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 지그재그형상으로 변화한다. 그리고, 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소를 실시해도, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이상으로 올라가지 않게 되면, 제어장치(14)는, 상기 가연성 가스가 전혀 자발적으로 연소할 수 없는 상태가 된 것으로 판단하여, 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소를 계속적으로 실시하여 연소로(3) 내의 온도(T2)가 800℃이상으로 유지되도록 한다.
한편, 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 부족해지면, 가스화로(1) 내에서는 폐기물(A)이 전(全) 연소상태가 되므로, 가스화로(1) 내의 온도(T1)의 상승이 급격해진다. 그리고, 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 없어져 적열화한 폐기물(A)이 회화로 이행하기 시작하는 온도(TMAX)를 최고온도로 하여, 감소로 전환된다. 그러나, 폐기물(A)은 그 용량, 재질 등이 제각각이기 때문에, 회화된 표면층의 아래에 적열화하고 있거나, 아직 적열화되어 있지 않은 부분이 남아있어, 이 부분의 열에 의해 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 다시 상승하는 경우가 있다.
그래서, 제어장치(14)는, 연소로(3) 내의 온도(T2)가 830℃이하가 된 단계에서, 온도센서(45)에 의해 검출되는 가스화로(1) 내의 온도(T1)를 소정시간마다, 예를 들어 10분마다, 가스화로(1) 내의 최고온도(TMAX)와 비교한다. 그래서, 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 소정회수, 예를 들어 3회 연속하여 최고온도(TMAX) 미만이었을 때에는, 가스화로(1) 내의 폐기물(A)이 확실하게 전체적으로 회화로 이행한 것으로 판정한다.
이 후, 제어장치(14)는, 가스화로(1) 내의 온도(T1)가 제4 소정온도, 예를 들어 다이옥신류의 생성온도 미만인 200℃이하로 되면, 상기 가연성 가스에는 이미 다이옥신류가 함유되어 있지 않으므로, 이미 연소로(3) 내의 온도(T2)를 800℃이상으로 유지할 필요는 없게 된 것으로 판단하여, 연소장치(25)에 의한 조연유의 연소를 종료한다.
이 후, 상기 가스화로(1) 내에서는, 상기 폐기물(A)의 회화가 진행된다. 또, 상기 폐기물(A)의 건류할 수 있는 부분이 감소함에 따라, 상기 연소로(3) 내에서는 상기 가연성 가스의 양이 저감하여 자발적인 연소를 유지할 수 없게 된다. 이 결과, 가스화로(1) 내의 온도(T1), 연소로(3) 내의 온도(T2)가 점차 저하하여, 이윽고 모두 자연소화에 이른다.
이어서, 상기 가연성 가스의 일부에서 유분회수장치(35)에 의해 유분을 회수하는 방법에 대해서 설명한다.
본 실시형태에서는, 상기 가연성 가스가 연소로(3) 내에서 안정되게 연소를실시하는 단계(연소로(3) 내의 온도(T2)가 850℃로 거의 일정하게 유지되는 단계)에서는, 가스화로(1)에서 가연성 가스가 활발하게 발생한다. 그래서, 상기 건류안정단계에서, 가스통로(2) 내의 가연성 가스의 압력이 소정의 크기를 넘었을 때에는, 가연성 가스의 일부가 분취도관(33)의 역지 밸브(34)를 경과하여 유분회수장치(35)로 도입된다. 유분회수장치 (35)에 도입된 가연성 가스는, 우선, 액화되기 쉬운 가연성 성분이 직렬로 배열된 콘덴서(36a, 36b)에서 응축되고, 액화된 유분은 저류조(40a, 40b)에 수용된다. 상기 유분은, 펌프(44)에 의해 꺼내져, 유수분 분리기(42), 여과기(43)에서 정제된 후, 연료공급장치(16)에 보내져, 연소장치(25)의 차회(次回)의 작동시에 상기 조연유의 일부로서 사용된다.
계속해서, 상기 가연성 가스는, 유분 분리기(37)로 보내져 콘덴서(35a, 36b)에서 응축되지 않은 가연성 성분이 유분으로서 회수된다. 그리고, 유분 분리기(37)에서도 회수되지 않은 가연성 성분을 포함하는 잔여분의 가연성 가스는, 가스도관(38)에 의해 송풍팬(39)을 통해서 연소로(3)의 연소부(19)에 도입되어 연소된다.
이어서, 연소로(3)의 폐가스의 배출에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 연소로(3)의 폐가스는, 우선, 덕트(26a)에 의해 열교환기(27)로 보내져, 열교환기(27) 내에 배설된 주 산소공급로(10) 내에 유통되는 산소의 가열에 이용된다. 상기 가열된 산소는, 연소산소공급로(22)를 통해서 연소로(3)에 도입됨으로써 연소로(3) 내의 온도(T2)를 상승시키기 때문에, 연소장치(25)의 작동중에는 연료공급장치(16)에서 공급되는 연료를 절약할 수 있다. 또, 상기 건류안정단계에서는, 연소로(3) 내의 온도(T2)를 소정온도(T2A)로 거의 일정하게 유지하기 위해 요구되는 가연성 가스의 양을 저감시켜, 분취도관(33)으로부터 분취가능한 가연성 가스의 양을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 가열된 산소는, 건류산소공급로(9)를 통해서 가스화로(1)에 도입됨으로써, 폐기물(A)의 연소를 보다 안정되게 한다는 효과도 얻을 수 있다.
열교환기(27)에서 상기 산소의 가열에 이용된 폐가스는, 덕트(26b)에 의해 사이클론(30)에 도입되어, 상기 폐가스에 포함되어 있는 진애(塵埃)가 제거된다. 이어서, 상기 폐가스는 냉각탑(31)에 도입됨으로써 충분하게 냉각되어, 백 필터(32)에 도입된다. 그리고, 백 필터(32)에서, 비산되는 미세한 재가 제거된 후, 최종적으로 송풍팬(28)을 통해서 굴뚝(29)로부터 대기중으로 배출된다.

Claims (9)

  1. 가스화로 내에 수용한 폐기물의 일부를 연소시켜서, 그 연소열에 의해 상기 폐기물의 다른 부분을 건류하는 공정과, 이 건류에 의해 발생하는 가연성 가스를 연소로에 도입하여 연소시키는 공정을 구비하며,
    상기 가연성 가스를 상기 연소로에서 연소시킬 때, 이 연소로에 도입되는 가연성 가스의 양에 맞춰서 그 연소에 요구되는 산소를 상기 연소로에 공급하여 상기 가연성 가스를 연소시킴과 아울러, 상기 연소로에서의 상기 가연성 가스의 연소에 의한 상기 연소로 내의 온도변화에 맞춰서 상기 가스화로에 공급되는 산소량을 제어하여 상기 건류에 의해 발생하는 가연성 가스의 양을 조정함으로써, 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상의 거의 일정한 온도로 유지하는 폐기물의 소각방법에 있어서,
    연소했을 때에 상기 연소로 내의 온도가 제1 소정온도 이상이 되게 하는 열량을 가지는 가연성 가스를 발생하도록 조정된 폐기물을 상기 가스화로에 수용함과 아울러, 상기 폐기물의 착화에 앞서, 상기 연소로에서 상기 가연성 가스와 타연료를 연소시켜, 이 연소로 내의 온도가 제1 소정온도 이상이 되었을 때에, 상기 폐기물에 착화하여 건류를 개시하며, 발생하는 이 가연성 가스를 타연료와 함께 연소시키고, 상기 연소로 내의 온도가 상기 가연성 가스만의 연소에 의해 제1 소정온도보다 고온인 제2 소정온도 이상이 되었을 때에 타연료의 연소를 종료하며,
    상기 연소로 내의 온도를 제2 소정온도 이상의 거의 일정한 온도로 유지하여가연성 가스만을 연소시키고,
    상기 연소로 내의 온도가 상기 거의 일정한 온도보다 저온이고 제1 소정온도보다 고온인 제3 소정온도 이하가 되었을 때에 상기 타연료의 연소를 재개하여, 상기 가연성 가스를 타연료와 함께 연소시켜, 상기 연소로 내의 온도를 제1 소정온도이상으로 유지하고, 상기 가스화로 내의 온도가 상기 가스화로 내의 최고온도보다 저온인 제4 소정온도 이하가 되었을 때에 상기 타연료의 연소를 종료하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1 소정온도는 다이옥신류를 열분해할 수 있는 온도임을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    제1 소정온도는 800℃이상인 것을 특징으로 하는 폐기물 소각처리방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한항에 있어서,
    제4 소정온도는 다이옥신류의 생성온도 미만의 온도임을 특징으로 하는 소각처리방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한항에 있어서,
    상기 폐기물의 착화에서 상기 연소로 내의 온도가 상기 가연성 가스만의 연소에 의해 제2 소정온도 이상으로 될 때까지의 기간에 있어서, 상기 타연료의 연소는, 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이상으로 되었을 때에 상기 타연료의 연소를 정지하고, 상기 정지 후에 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이하가 되었을 때에 재점화함으로써 단속적으로 실시되며, 상기 타연료의 연소정지 후에도 상기 연소로 내의 온도가 제2 소정온도 이상일 때에, 상기 타연료의 단속적 연소를 종료하는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각처리방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한항에 있어서,
    상기 연소로 내의 온도가 제3 설정온도 이하가 되고부터 상기 가스화로 내의 온도가 제4 설정온도 이하가 될 때까지의 기간에 있어서, 상기 타연료의 연소는, 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이상이 되었을 때에 타연료의 연소를 정지하고, 정지 후에 상기 연소로 내의 온도가 제3 설정온도 이하가 되었을 때에 재점화함으로써 단속적으로 실시되며, 재점화 후에도 상기 연소로 내의 온도가 제3 소정온도 이하일 때에는 상기 타연료의 연소를 실시해서 연소로 내의 온도를 제1 소정온도 이상으로 유지하며, 상기 가스화로 내의 온도가 제4 소정온도 이하가 되었을 때에 타연료의 연소를 종료하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가스화로 내의 온도를 소정시간마다 검출하여, 상기 가스화로 내의 온도가 가스화로 내의 최고온도 미만임을 연속하여 소정회수 검지한 후, 상기 가스화로 내의 온도가 제4 소정온도 이하가 되었을 때에, 상기 타연료의 연소를 종료하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한항에 있어서,
    상기 가스화로 내의 폐기물의 건류에 의해 발생하는 상기 가연성 가스를 상기 연소로에 도입하여 연소시킬 때에, 상기 가연성 가스의 일부를 분취하여, 응축시켜서 유분을 회수함과 아울러, 상기 유분을 상기 타연료로 하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한항에 있어서,
    상기 타연료의 연소를 실시할 때에, 상기 연소로의 열에 의해 가열된 산소를상기 연소로에 공급하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 소각처리방법.
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