KR200197693Y1 - 폐기물의 용융 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 종래 방식과 상이한 구성으로 제작하여, 폐기물속에 포함된 금속류의 투입량의 제한을 두지 않으며, 폐기물의 용융에 필요한 버너를 많이 설치하지 않아도 되며, 설치 비용이 많이 소요되는 전기저항식 타입을 채택하지 않아도 되며, 별도의 염류 배출구를 형성하지 않도록 한 폐기물의 용융 처리장치에 관한 것이며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 폐기물의 용융 처리장치는, 폐기물 투입구와 연소가스 배출구 및 슬래그 배출구가 각각 형성되고, 내부에 용탕을 갖는 용융로와; 상기 용탕을 구획하게 설치되며 슬래그 오버플로우부와 미용융 폐기물 배출부를 구비한 용탕블럭과; 용융로에 설치되며, 미용융 폐기물 배출부를 선택적으로 개폐하는 개폐수단과; 용융로상에 설치되어 용융로를 가열하는 가열수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폐기물의 용융 처리장치{APPARATUS FOR PROCESSING FUSION OF WASTES}

본 고안은 폐기물의 용융 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 방식과 상이한 구성으로 제작하여, 폐기물속에 포함된 금속류의 투입량의 제한을 두지 않으며, 폐기물의 용융에 필요한 버너를 많이 설치하지 않아도 되며, 설치 비용이 많이 소요되는 전기저항식 타입을 채택하지 않아도 되며, 별도의 염류 배출구를 형성하지 않도록 한 폐기물의 용융 처리장치에 관한 것이다.

오늘날, 다양한 산업의 발전과 함께 산업현장에는 각종 폐기물이 발생되고 있다.

이와 같은 폐기물중에는 무해하고 쉽게 분해되는 것도 있지만, 대부분의 폐기물은 유해성분을 포함하고 있으며, 쉽게 분해되지도 않는 물질로 되어 있는 경우가 많다. 더욱이 그와 같은 폐기물이 분별없이 아무 곳에나 버려지거나 매립될 경우 수질 및 토양 오염을 유발하여 환경 파괴를 가져오는 등 심각한 사회 문제를 야기시킬 수 있다.

따라서, 이와 같은 폐기물의 처리에 각별한 노력이 요구되고 있다.

전술한 폐기물을 처리하기 위한 종래 기술의 일례인 전기저항식 용융로를 도 1에 도시하였다.

도시된 바와 같이, 용융로(1)와, 이 용융로(1)에 설치되어 고온의 열을 발생시키는 한쌍의 전극봉(2,2')으로 이루어져 있다.

상기 용융로(1)는 내부에 용탕(1a)이 형성되어 있으며, 상기 전극봉(2,2')은 용융로(1)의 하부로부터 소정 높은 지점에 서로 일정한 거리 떨어지게 마주 보도록 설치되어 있다.

상기 용융로(1)의 상부측에는 금속, 돌, 유리등이 섞여있는 폐기물이 투입되는 폐기물 투입구(1b) 및 폐기물의 소각시에 발생되는 가스를 배출하는 가스 배출구(1c)가 형성되어 있다.

상기 용융로(1)의 최하부측에는 전극봉(2,2')에 의해 발생된 고온 열에 의해 폐기물이 용융되어 변화된 슬래그가 배출되는 슬래그 배출구(1d)가 형성되어 있고, 용융로(1)의 중간 부분에는 폐기물이 용융될때 발생되어 부상된 염류가 배출되는 염류 배출구(1e)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따르면, 용융로(1)를 가동시켜 일정한 시간이 경과하게 되면, 폐기물 투입구(1b)를 통해 투입된 폐기물은 용융 상태가 됨가 아울러 이 폐기물에서 염화나트륨, 염화칼슘, 염화캄륨 등의 염류(3)가 발생된다. 이 염류는 그 일부분이 폐기물에 용융되어 변화된 슬래그에 녹게되지만 그 나머지는 슬래그에 녹지 못하고 폐기물의 용융액면상에 있게된다.

그런데, 슬래그 배출구(1d)를 통해 슬래그를 어느 정도 배출하고 나면, 용융로(1)의 내부에는 염류만이 가득 남아있게 되고, 이 염류의 특성상 용융로의 내부에서 경미한 폭발 현상이 발생되며, 이 염류의 특성상 열을 많이 지니고 있지않기 때문에 용융로(1)의 재 가동시 신속하게 로의 온도가 상승되지 않는 문제점이 있어 이를 해결하기 위해 용융로(1)의 중간 부분에 염류가 자연적으로 배출되도록 하는 염류 배출구(1e)를 별도로 형성하여야 하는 설계상의 난점이 있었다.

또한, 전술한 종래 기술은 용융로(1)내로 투입된 폐기물을 용융시키기 위한 열원으로 전극봉(2,2')을 이용하고 있기 때문에 용융로(1)의 폐기물 투입구(1b)를 통해 투입되는 폐기물중에는 금속류도 포함되어 있는데, 이 금속류의 투입량이 일정치 이상 초과하게 되면 전극봉(2,2') 사이에서 도전체 역할을 하여 용융로(1)의 내부에서 고온의 열이 발생되지 않게 된다.

이러한 이유로 인해 용융로(1)의 내부에 일정량 이상의 금속류를 투입할 수 없는 문제점도 있었다.

도 2는 종래 기술의 다른예에 따른 표면 용융로의 구성을 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 입구(5a)와 출구(5b)까지 통로(5c)가 일정하게 경사지게 형성된 용융로(5)와, 이 용융로(5)의 입구(5a)측에 폐기물을 저장하기 위해 설치되는 호퍼(6)와, 상기 호퍼(6)에서 배출되는 폐기물을 용융로(5)의 통로(5c)로 압출하는 압출 수단(7)과, 상기 압출 수단(7)에 의해 용융로(5)의 통로(5c) 내측면을 따라 이동하는 폐기물에 열을 가하여 용융시킬수 있도록 용융로(5)상에 다수개 설치되는 버너(8)와, 폐기물이 용융되어 변화된 슬래그를 냉각시킬 수 있도록 용융로(5)의 출구(5b)에 설치되는 냉각수단(9)과, 이 냉각수단(9)에 의해 냉각되어 고화된 슬래그를 반출시키는 컨베이어(10)로 구성되어 있다.

그런데, 상기와 구성된 종래 기술의 다른예에 따르면, 호퍼(6)를 통해 투입되는 폐기물중이 용융로(5)의 통로(5c) 내측 경사면을 따라 이동하면서 버너(8)에 의해 용융되는 방식으로 되어 있기 때문에 용융로(5)에 버너(8)를 다수개 설치해야 하는 등의 제작비용이 상승되는 문제점이 있었다.

또한, 호퍼(6)를 통해 투입되는 폐기물중에는 금속류도 포함되어 있는데, 이 금속류중의 일부는 폐기물과 함께 이동하면서 용융되지 않고 슬래그와 함께 컨베이어(10)에 의해 외부로 반출되는 경우가 발생되기 때문에 호퍼(6)내에 일정량 이상의 금속류를 투입할 수 없는 문제점도 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 종래 방식과 상이한 구성으로 제작하여, 폐기물속에 포함된 금속류의 투입량의 제한을 두지 않으며, 폐기물의 용융에 필요한 버너를 많이 설치하지 않아도 되며, 설치 비용이 많이 소요되는 전기저항식 타입을 채택하지 않아도 되며, 별도의 염류 배출구를 형성하지 않도록 한 폐기물의 용융 처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술의 일예에 따른 폐기물의 용융 처리장치의 구성을 나타낸 단면도.

도 2는 종래 기술의 다른예에 따른 폐기물의 용융 처리 시스템의 구성을 나타낸 단면도.

도 3은 본 고안에 의한 폐기물의 처리장치의 일실시예에 대한 구성을 도시한 평면도.

도 4는 도 3의 A-A선의 단면도.

도 5는 본 고안에 의한 폐기물의 용융 처리장치의 다른 실시예에 대한 구성을 도시한 평면도.

도 6은 도 5의 B-B선의 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

20 : 용융로 22 : 용탕

23 : 폐기물 투입구 24 : 연소가스 배출구

25 : 슬래그 배출구 30 : 용탕블럭

31 : 슬래그 오버플로우부 32 : 미용융 폐기물 배출부

40 : 가열수단 50,60 : 개폐수단

51 : 에어분출기 51a : 냉각수 순환관

52 : 에어 공급관 53 : 컴프레서

54 : 밸브 55,63 : 제어부

61 : 개폐부재 62 : 구동부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 폐기물의 용융 처리장치는, 폐기물 투입구와 연소가스 배출구 및 슬래그 배출구가 각각 형성되고, 내부에 용탕을 갖는 용융로와; 상기 용탕을 구획하게 설치되며 슬래그 오버플로우부와 미용융 폐기물 배출부를 구비한 용탕블럭과; 용융로에 설치되며, 미용융 폐기물 배출부를 선택적으로 개폐하는 개폐수단과; 용융로상에 설치되어 용융로를 가열하는 가열수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 의한 폐기물의 용융 처리장치의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 의한 폐기물의 처리장치의 일실시예에 대한 구성을 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A선의 단면도이며, 도 5는 본 고안에 의한 폐기물의 용융 처리장치의 다른 실시예에 대한 구성을 도시한 평면도이며, 도 6은 도 5의 B-B선의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 용융 처리장치는, 용융로(20)와 용탕블럭(30)과 가열수단(40)을 포함하여 구성된다.

상기 용융로(20)는 사방이 측벽(21)에 의해 둘러싸여진 형상으로 형성되고, 그 내부에는 소정의 공간을 갖는 용탕(22)이 형성되며, 용융로(20)의 일측벽에는 폐기물을 투입할 수 있는 폐기물 투입구(23)가 형성되며, 이 폐기물 투입구(23)를 통해 투입된 폐기물이 상기 가열수단(40)에 의해 용융될때 발생되는 연소 가스가 용융로(20)의 외부로 배출 가능하도록 폐기물 투입구(23)로부터 일정 거리 떨어진 일측벽에는 연소가스 배출구(24)가 형성된다.

상기 연소가스 배출구(24)의 반대편에 해당되는 용융로(20)의 일측벽(21)에는 폐기물이 용탕(22)내에서 용융되어 변화된 슬래그가 배출되는 슬래그 배출구(25)가 형성된다.

상기 용탕블럭(30)은, 용융로(20)내에 용탕(22)을 두 공간으로 분리 구획하게 설치된다.

이 용탕블럭(30)에는 슬래그 오버플로우부(31)와, 미용융 폐기물 배출부(32)가 형성된다.

상기 슬래그 오버플로우부(31)는 그 일실시예로 용탕블럭(30)의 상면에 오목한 형상으로 형성되며, 상기 미용융 폐기물 배출부(32)는 용탕블럭(30)에 통공 형성된다.

상기 미용융 폐기물 배출부(32)는 슬래그 오버플로우부(31)보다 소정 높이 낮은 위치에 형성된다.

상기 용탕(22)을 제외한 상기 용탕블럭(30)와 용융로(20) 사이의 공간의 바닥면은 상기 슬래그 배출구(25)측으로 슬래그의 유동이 원활하게 되도록 경사지게 형성됨이 바람직하다.

상기 가열수단(40)은 용융로(20)상에 설치되어 용융로(20)를 고온 가열하여 용탕(22)내의 분위기를 고온이되도록 하는 역할을 하는 것으로, 본 고안의 일실시예에서는 버너를 두 개 설치하였다.

상기 용융로(20)에는 상기 미용융 폐기물 배출부(32)를 선택적으로 개폐하는 개폐수단(50)이 설치된다.

상기 개폐수단(50)의 구성의 일실시예는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 미용융 폐기물 배출부(32)에 대응되도록 상기 용융로(20)상에 설치되는 에어분출기(51)와, 에어 공급관(52)을 매개로 하여 상기 에어분출기(51)로 에어를 공급하는 컴프레서(53)와, 상기 에어 공급관(52)상에 설치되어 에어의 공급 및 차단을 수행하는 밸브(54)와, 상기 컴프레서(53)와 밸브(54)의 동작을 제어하는 제어부(55)를 포함하여 구성된다.

상기 에어분출기(51)에는 에어가 냉각된 상태로 분출되도록 하기 위해 냉각수가 순환 가능하게 냉각수 순환관(51a)이 설치된다.

상기 개폐수단(60)의 구성의 다른 실시예는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 용융로(20) 상에 직선 이동 가능하게 설치되어 상기 미용융 폐기물 배출부(32)를 개폐하는 개폐부재(61)와, 상기 개폐부재(61)를 상기 용융로(20)상에서 직선 왕복 이동시키는 구동부(62)와, 상기 구동부(62)의 동작을 제어하는 제어부(63)를 포함하여 구성된다.

상기 구동부(62)는 에어 실린더 또는 유압 실린더중의 어느 하나를 사용하여도 무방하다.

그리고, 상기 구동부(62)를 모터로 사용하여도 무방하다.

상기 개폐부재(61)의 재질은 세라믹으로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 전술한 개폐수단의 일실시예를 기준으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 폐기물 투입구(23)를 통해 각종 금속류에 해당되는 폐기물을 투입한다.

이후, 가열수단(40)인 버너를 작동시켜 일정 시간이 경과되면, 용융로(20)의 용탕(22)내의 분위기는 고온이되면서 투입된 폐기물이 점차적으로 용융되기 시작한다.

이후, 용융되기 시작한 폐기물은 점차적으로 변화되어 슬래그 상태가 되며, 점차적으로 미용융 폐기물 배출부(32)를 통해 배출되기 시작한다.

이때, 제어부(55)는 개폐수단(50)을 구성하는 컴프레서(53)와 밸브(54)를 구동시켜 미용융 폐기물 배출부(32)를 구성하는 통공을 폐쇄시키게 된다.

이 미용융 폐기물 배출부(32)가 폐쇄되는 과정은, 제어부(55)의 제어에 의해 컴프레서(53) 및 밸브(54)가 구동되고, 밸브(54)가 개방됨과 아울러 컴프레서(53)의 구동에 의해 에어 공급관(52)을 통해 고압의 에어가 이송되어 최종적으로 에어분출기(51)를 통해 배출된다.

이렇게 에어분출기(51)를 통해 고압의 에어가 미용융 폐기물 배출부(32)측으로 분출되면서, 이 미용융 폐기물 배출부(32)를 통해 배출되는 슬래그가 고화되기 시작하여 최종적으로 미용융 폐기물 배출부(32)를 구성하는 통공이 폐쇄된다.

상기와 같이, 슬래그 오버플로우부(31)보다 낮은 위치에 있는 미용융 폐기물 배출부(32)가 폐쇄됨에 따라 용탕(22)내의 슬래그의 수위는 점차적으로 상승되어 슬래그 오버플로우부(31)를 통해 오버플로우되어 용탕(22)의 공간을 제외한 용탕블럭(30)과 용융로(20) 사이의 공간의 경사진 바닥면을 따라 원활하게 유동되어 슬래그 배출구(25)를 통해 배출된다.

한편, 슬래그 오버플로우부(31)를 통해 일정량 이상의 슬래그가 배출 가능하도록 제어부(55)는 개폐수단(50)을 구성하는 에어분출기(51)에서 에어가 지속적으로 분출되도록 제어한다.

여기서, 상기 에어분출기(51)에는 냉각수가 순환되는 냉각수 순환관(51a)이 구비되어 있기 때문에 분출되는 에어는 슬래그의 온도보다 현저하게 낮는 온도, 즉 냉온을 유지하게된다.

상기와 같이, 슬래그 오버플로우부(31)를 통해 일정량 이상의 슬래그가 오버플로우되면, 제어부(55)에서는 개폐수단(50)을 구성하는 밸브(54)와 컴프레서(53)의 구동을 정시키게 된다.

이렇게 되면, 에어분출기(51)에서는 더 이상 에어가 분출되지 않게 되며, 이로인해 미용융 폐기물 배출부(32)는 폐쇄상태에서 개방 상태가 되어 폐기물중에서 슬래그 상태로 용융되지 못한 미용융 폐기물이 배출된다.

이때, 이 미용융 폐기물 배출부(32)에는 미용융 폐기물과 함께 슬래그도 배출된다.

이제까지의 설명은 개폐수단의 일실시예를 기준으로 하여 설명하였다.

이하 부터의 설명은 개폐수단의 다른 실시예를 기준으로 하여 설명한다.

먼저, 폐기물 투입구(23)를 통해 각종 금속류에 해당되는 폐기물을 투입한다.

이후, 가열수단(40)인 버너를 작동시켜 일정 시간이 경과되면, 용융로(20)의 용탕(22)내의 분위기는 고온이되면서 투입된 폐기물이 점차적으로 용융되기 시작한다.

이후, 용융되기 시작한 폐기물은 점차적으로 변화되어 슬래그 상태가 되며, 점차적으로 미용융 폐기물 배출부(32)를 통해 배출되기 시작한다.

이때, 제어부(63)는 개폐수단(60)을 구성하는 구동부(62)인 에어 실린더 또는 유압 실린더를 구동시켜 미용융 폐기물 배출부(32)를 구성하는 통공을 폐시키게 된다.

이 미용융 폐기물 배출부(32)가 폐쇄되는 과정은, 제어부(63)의 제어에 의해 구동부(62)인 에어 실린더 또는 유압 실린더의 실린더 로드가 전진되고, 이 실린더 로드의 전진으로 인해 개폐부재(61)가 미용융 폐기물 배출부(32)를 구성하는 통공을 폐쇄시킨다.

상기와 같이, 슬래그 오버플로우부(31)보다 낮은 위치에 있는 미용융 폐기물 배출부(32)가 폐쇄됨에 따라 용탕(22)내의 슬래그의 수위는 점차적으로 상승되며, 이로 인해 슬래그는 슬래그 오버플로우부(31)를 통해 오버플로우되어 용탕(22)의 공간을 제외한 용탕블럭(30)과 용융로(20) 사이의 공간의 경사진 바닥면을 따라 원활하게 유동되어 슬래그 배출구(25)를 통해 배출된다.

한편, 슬래그 오버플로우부(31)를 통해 일정량 이상의 슬래그가 배출 가능하도록 제어부(63)는 개폐수단(60)을 구성하는 구동부(62)인 에어 실린더 또는 유압 실린더의 실린더 로드가 지속적으로 작동되도록 제어한다.

여기서, 상기 실린더 로드의 전진 작동에 의해 미용융 폐기물 배출부(32)를 구성하는 통공를 막고 있는 개폐부재(61)의 재질이 고온에 내성이 강한 세라믹으로 되어 있기 때문에 이 미용융 폐기물 배출부(32)로는 용융 상태의 폐기물이 배출되지 못한다.

상기와 같이, 미용융 폐기물 배출부(32)가 폐쇄되어 있기 때문에, 슬래그의 수위는 상승되어 슬래그 오버플로우부(31)를 통해 지속적으로 오버플로우되며, 일정량 이상의 슬래그가 오버플로우되면 제어부(63)는 개폐수단(60)을 구성하는 구동부(62)인 유압 실린더 또는 에어 실린더를 구동시켜 실린더 로드가 후진되도록 한다.

이렇게 되면, 개폐부재(61)가 후진되어 미용융 폐기물 배출부(32)를 개방하게 되며, 이후, 개방된 미용융 폐기물 배출부(32)를 통해 폐기물중에서 슬래그 상태로 용융되지 못한 미용융 폐기물이 배출된다.

이때, 이 미용융 폐기물 배출부(32)에는 미용융 폐기물과 함께 슬래그도 배출된다.

본 고안의 작용 설명에서는 상세하게 언급하지는 않았지만, 슬래그 오버플로우를 통해 오버플로우되는 슬래그에는 폐기물의 용융시 발생되는 염류도 함께 오버플로되어 배출된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의한 폐기물의 용융 처리장치에 따르면, 종래 방식과 상이한 구성으로 제작하여, 폐기물속에 포함된 금속류의 투입량의 제한을 두지 않으며, 폐기물의 용융에 필요한 버너를 많이 설치하지 않아도 되며, 설치 비용이 많이 소요되는 전기저항식 타입을 채택하지 않아도 되며, 별도의 염류 배출구를 형성하지 않도록 할 수 있는 유용한 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 폐기물 투입구(23)와 연소가스 배출구(24) 및 슬래그 배출구(25)가 각각 형성되고, 내부에 용탕(22)을 갖는 용융로(20)와;

   상기 용탕(22)을 구획하게 설치되며 슬래그 오버플로우부(31)와 미용융 폐기물 배출부(32)를 구비한 용탕블럭(30)과;

   상기 용융로(20)에 설치되며, 상기 미용융 폐기물 배출부(32)를 선택적으로 개폐하는 개폐수단(50,60)과;

   상기 용융로(20)상에 설치되어 상기 용융로(20)를 가열하는 가열수단(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 용융 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 개폐수단(50)은,

   상기 미용융 폐기물 배출부(32)에 대응되도록 상기 용융로(20)상에 설치되며, 에어가 냉각된 상태로 분출되도록 하기 위해 냉각수가 순환 가능한 냉각수 순환관(51a)이 구비된 에어분출기(51)와;

   에어 공급관(52)을 매개로 하여 상기 에어분출기(51)로 에어를 공급하는 컴프레서(53)와;

   상기 에어 공급관(52)상에 설치되어 에어의 공급 및 차단을 수행하는 밸브(54)와;

   상기 컴프레서(53)와 상기 밸브(54)의 동작을 제어하는 제어부(55)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 용융 처리장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 개폐수단(60)은,

   상기 용융로(20)상에 직선 이동 가능하게 설치되어 상기 미용융 폐기물 배출부(32)를 개폐하는 개폐부재(61)와;

   상기 개폐부재(61)를 상기 용융로(20)상에서 직선 왕복 이동시키는 구동부(62)와;

   상기 구동부(62)를 동작을 제어하는 제어부(63)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 용융 처리장치.