KR200198033Y1 - 침전 폐기물 처리 시스템의 열분해로 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 신속한 건조와 신속한 열분해를 동시에 수행하고, 2중, 3중으로 열을 공급할수 있어 효율적인 고열을 넓은 면적에 접촉시켜 빠른 수분의 증발과, 탈가스 하므로서 수분이 많은 물질을 건조하고 동시에 열분해 할 수 있도록 된 침전 폐기물 처리시스템의 열분해로를 제공함에 있다.

이를 위해 본 고안은 고온로와, 이 고온로의 간접열에 의하여 폐기물을 건조시키고 내통과 외통으로 이루어져 고온로의 간접열을 이용하여 내용물의 고른 탄화를 유도하는 열분해로, 열분해로 내에 설치되어 폐기물의 고른 탄화를 유도할 수 있도록 교반축과 교반날개로 이루어지는 교반기, 열분해로 내로 폐기물을 투입하기 위한 투입장치, 폐기물 처리과정에서 발생되는 공해가스를 처리하기 위한 공해방지설비 및, 용융로, 폐열보일러, 수증기 응축장치로 이루어지는 폐기물 처리시스템에 있어서, 상기 교반축이 파이프형으로 내부에 빈 공간이 형성되어 열가스가 유입되는 것을 특징으로 하는 침전폐기물 처리시스템의 열분해로를 제공한다.

Description

침전 폐기물 처리 시스템의 열분해로{Heat reaction kiln of deposit treatment system}

본 고안은 가연성 폐기물을 처리하는 폐기물 처리시스템에 관한 것으로, 특히 죽과 같은 형태의 폐음식물, 분뇨, 폐수침전 스러지, 유류 저장탱크 침전 폐기물, 제지 스러지 등을 신속하게 건조 및 열분해하고 용융하여 처리하는 침전 폐기물 처리시스템의 열분해로에 관한 것이다.

일반적으로 가연성 폐기물을 소각하는 데 있어서는 직접 연소에 의한 소각방식이 주로 사용되며, 최근에는 열분해방식이 도입되어 사용되고 있다.

그러나 상기 직접연소 소각방식은 많은 공해를 유발할 뿐아니라 설비에 고장이 발생한 경우에는 폐기물이 적체되는 단점이 있다. 또한 열분해방식은 폐기물을 열로 분해하여 가스를 사용할 수 있는 방식이나 설비비가 과다하게 소요되어 경제성이 미흡한 단점이 있다.

특허출원 제97-72861호는 열분해방식을 이용한 폐기물 처리설비에 관한 발명으로서, 종래의 처리설비는 소각에 의한 열을 발생시키는 고온로와, 이 고온로의 간접열에 의하여 폐기물을 건조시키는 건조설비, 내통과 외통으로 이루어지고 고온로의 간접열을 이용하여 건조설비로부터 이송된 내용물의 고른 탄화를 유도하는 열분해로로 이루어지고, 폐기물 처리과정에서 발생되는 가스는 처리설비에 별도로 설치되어 있는 일련의 반응장치, 제2촉매장치, 분리탑으로 이송되어 비등점에 따라 유류가 분리되는 구조로 되어 있다.

여기서, 종래의 폐기물 처리설비는 건조설비로서 로터리 킬른(kiln)을 많이 이용하고 있다. 그러나 로터리 킬른은 배기가스, 수증기의 배출이 한곳으로 단절되어 있고, 필요한 열을 가함에 있어 내부에 열풍을 직접투입함으로 많은 분진의 발생등으로 피 건조물질에 따라 그용도가 유한적이어서 수분이 75%가 넘는 각종 제지, 분뇨, 하수 종말처리의 산물인 오니,스러치 등과 폐유 등과 같은 물질의 건조, 열반응 분해에는 이용이 적합하지 않다는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 폐 음식물, 산업폐수, 일반 폐수, 유류저장탱크 침전폐기물 등을 상압과 무산소 분위기에서 건조와 열분해를 동시 수행할 수 있고, 열분해하여 발생된 가스를 무공해로 처리하며, 잔유 무기물과 유기물의 탄화물을 용융하는 범용의 각종 침전 폐기물 처리시스템의 열분해로를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 수분이 많은 피 건조, 피 열분해물질에 신속하면서 효과적으로 열이 전달되어 신속한 건조와 열분해 공정에 있어 저비용으로 능률을 높이고 무공해로 각종 침전 폐기물, 폐유 등을 처리할 수 있도록 된 침전 폐기물 처리시스템의 열분해로를 제공함에 또다른 목적이 있다.

또한, 신속한 건조와 신속한 열분해를 동시에 수행하고, 2중, 3중으로 열을 공급할수 있어 효율적인 고열을 넓은 면적에 접촉시켜 빠른 수분의 증발과, 탈가스 하므로서 수분이 많은 물질을 건조하고 동시에 열분해 할 수 있도록 된 침전 폐기물 처리시스템의 열분해로를 제공함에 또다른 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 침전폐기물 처리시스템의 정면도,

도 2는 본 고안에 따른 열분해로의 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 열분해로의 교반날개 배치도,

도 4는 본 고안에 따른 열분해로의 교반날개 부착도,

도 5는 본 고안에 따른 열분해로의 교반날개 형태도,

도 6는 본 고안에 따른 폐기물 처리시스템의 계통도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

1 : 열분해로 2 : 투입호퍼

3 : 유압모터 4 : 구동모터

5 : 탄화물배출장치 6 : 폐열배출관

7 : 수증기, 가스배출관 8 : 교반축

9 : 열가스통로 10 : 로 내부

11 : 교반날개 12 : 스크류축

13 : 스크류 날개 14 : 열투입구

15 : 분진 집진설비 16 : 냉각설비

17 : 용융로 18 : 고온로

19 : 폐열보일러 20 : 공해방지설비

21 : 내통 22 : 외통

23 : 보조통 24 : 유통구멍

25,26 : 차단막 27 : 유통홀

이에 본 고안은 고온로와, 이 고온로의 간접열에 의하여 폐기물을 건조시키고 내통과 외통으로 이루어져 고온로의 간접열을 이용하여 내용물의 고른 탄화를 유도하는 건조와 열분해를 겸한 열분해로, 건조겸 열분해로 내로 폐기물을 투입하기 위한 투입장치, 폐기물 처리과정에서 발생되는 공해가스를 처리하기 위한 공해방지설비 및, 용융로, 폐열보일러, 수증기 응축장치로 구성된다.

여기서 본 고안의 기술은 건조와 열분해를 겸한 열분해로가 핵심기술로 되어 있다. 즉, 상기 열분해로는 교반축을 파이프형으로 하여 축의 구멍 공간을 열통로로 하고 교반 날개는 날개양축을 주걱형, 또는 반원형,원추형,타원형 으로 하고 날개의 내측을 빈공간으로 형성하여 열이 날개 빈공간으로 투입되도록 함으로서 날개가 고온으로 가열되어 고온의 열을 피 건조, 열분해 물질에 열을 효과 적으로 신속히 전달 하고, 교반축이 왕복 역회전을 하여 교반하도록 함에 그 특징이 있다.

이하 본 고안의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6는 본 고안에 따른 폐기물 처리시스템의 계통도이고, 도 1은 본 고안에 따른 침전폐기물 처리시스템의 열분해로의 정면도이며, 도 2는 본 고안에 따른 열분해로의 단면도이다.

상기한 도면에 의하면, 폐기물 처리시스템은 소각에 의한 열을 발생시키는 고온로(18)와, 이 고온로(18)의 간접열에 의하여 폐기물을 건조시키고 내통(21)과 외통(22)으로 이루어져 고온로(18)의 열을 이용하여 내용물의 고른 탄화를 유도하는 건조와 열분해를 겸한 열분해로(1), 유압 또는 에어를 이용하여 건조겸 열분해로(1) 내로 폐기물을 투입하기 위한 투입장치, 열분해로(1)에서 발생되는 가스를 집진하는 집진설비(15), 집진설비(15)에서 집진된 가스를 냉각하여 고온로(18)로 보내기 위한 냉각설비(16), 고온로에서 연소산화되고 빠져나오는 고온의 가스를 이용하기 위한 폐열보일러(19), 폐열보일러(19)에 연결되어 최종적으로 공해가스를 처리하기 위한 공해방지설비(20) 및, 열분해로(1)에서 탄화된 탄화물을 용융처리시키기 위한 용융로(17)로 이루어진다.

상기 열분해로(1)는 탄화물이 장입되는 내통(21)과 내통(21)을 감싸는 외통(22), 내통(21)과 외통(22)사이에 형성되어 고온로(18)와 용융로(17)의 열이 유입되는 열가스통로(9), 내통(21)에 설치되어 폐기물의 고른 탄화를 유도하기 위한 교반기로 이루어지고, 상기 교반기는 내통(21) 내부 중앙을 관통해 설치되는 교반축(8)과 교반축(8)에 일정간격으로 장착되는 교반날개(11), 교반축(8) 선단에 연결되어 교반축(8)을 회전시키기 위한 유압모터(3)로 이루어진다.

또한, 내통(21) 하부에는 길이방향으로 보조통(23)이 내통(21) 하단과 유통가능하게 연결설치되고, 보조통(23) 내부에는 스크류날개(13)가 장착된 스크류축(12)이 중앙을 관통하여 설치되며 스크류축(12)은 구동모터(4)에 연결되어 일방향으로 회전되는 구조로 되어 있다.

보조통(23)은 열분해로(1) 일측 하단의 배출장치(5)와 연결되어 탄화물을 배출하게 된다.

한편, 본 고안에 따르면 도 3과 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 교반축(8)은 파이프형으로 되어 교반축(8)의 내부 공간을 열통로로 하고, 교반날개(11)는 날개 양축을 주걱형, 또는 반원형, 원추형, 타원형으로 하고 날개의 내측을 빈공간으로 형성하여 교반축(8)에 형성된 유통구멍(24)과 소통되도록 함으로서 열이 교반날개(11) 빈공간으로 투입되는 구조로 되어 있다.

따라서 교반축(8)과 교반날개(11)가 고온으로 가열되어 고온의 열을 피 건조, 열분해 물질에 열을 효과 적으로 신속히 전달하고, 교반축(8)이 유압모터(3)에 의해 왕복 역회전을 하여 표반하도록 되어 있다.

여기서 상기 교반축(8) 내부와 교반날개(11)에는 각각 차단막(25,26)이 설치되고 교반날개(11)의 차단막(26)에는 날개 선단쪽에 유통홀(27)이 형성되어 열이 유통되는 구조로 되어 있다.

즉, 교반축(8)에는 교반날개(11)와 연결되는 유통구멍(24)의 중간부분을 지나는 차단막(25)이 설치되고, 교반날개(11) 내부에는 차단막(25) 선단에 일치되는 위치로 교반날개(11)를 길이방향으로 이분하는 차단막(26)이 설치되는 한편, 교반날개(11)에 설치되는 차단막(26)에는 교반날개(11) 선단쪽으로 열이 유통되는 유통홀(27)이 형성된다.

따라서 교반축(8)의 일측 선단으로 유입된 열은 교반날개(11)를 거쳐야만 교반축(8)의 타측 선단으로 이동될 수 있게 되어 교반날개(11)의 가열을 촉진하게 되는 것이다.

이하 본 고안의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

용융로(17)와 고온로(18)에서 발생된 열은 열투입구(14)를 통하여 내통(21)과 외통(22) 사이의 열가스통로(9)로 유입되어 내통을 가열하게 된다. 동시에 열은 교반축 열투입구(19)를 통하여 교반축(8) 내부로 투입되고, 이렇게 투입된 열은 교반축(8)과 교반날개(11)를 가열하여 열분해로(1)의 내통(21)을 가열하게 된다.

이때의 내통(21)의 내부온도는 섭씨400도-섭씨500도에 이르게 된다.

또한, 내통(21) 상단의 통로(도시되지 않음)를 통해 열이 직접 내통(21) 내부로 유입되는 데, 이와같이 열가스통로(9), 내통(21) 내부, 교반축(8)과 교반날개(11)를 통하여 2중 3중으로 내통(21)을 가열하게 됨으로서 신속하게 내통(21)을 가열 폐기물에 함유된 수분을 증발시킬 수 있게 되는 것이다.

본 고안의 시스템 공정에 필요한 온도에 이르게 되면, 유압투입설비(도시하지 않음)은 폐유, 각종침전 폐기물 등을 투입호퍼(2)에 투입하고 투입된 폐기물은 열분해로(1)의 내통(21) 내부로 투입된다.

투입된 피 처리 물질은 로내부의 고온열에 반응되고, 또한 교반날개(11)의 고온에 반응되며 교반되어 신속히 기화 또는 증발된다. 이때 교반축(8)은 유압모터(3)의 작동에 따라 왕복회전을 하게 된다.

또한, 열분해로(1)의 내통(21) 저면에는 별도의 보조통(23)이 장착되어 있어서, 내통(21) 내부에서 어느정도 수분이 제거된 폐기물은 내통(21) 하단과 연결된 보조통(23)으로 유입되고 구동모터(4)의 작동에 따라 보조통(23) 내부에서 나선형으로 회전하는 스크류날개(13)에 의해 건조,탄화되게 되고 탄화물은 스크류날개(13)을 따라 이동되어 보조통(23)과 연결된 배출장치(5)를 통해 배출되게 된다.

탄화물로부터 기화,증발된 기체 또는 수증기는 신속히 배출구(7)를 통하여 배출되어 냉각설비(16)에서 응축되어진다. 응축된 수증기와 기타 가스 및 악취 등의 배기는 고온로(18)로 보내지고 고온로(8)에서 연소 산화되어 처리된다.

그리고 고온로(18)를 빠저나온 고온화된 배기가스는 폐열보일러(19)에서 온도가 저온화하여 공해방지 설비(20)를 거처 대기로 배출된다. 폐열보일러(19)에서 수거된 폐열은 보일러 용도나 기타 용도로 재활용할 수 있다.

침전 폐기물이 건조되고 계속 교반되면 침전 폐기물은 열에 분해되어 탄화되며 탈가스화 하고 가스는 위 수증기등과 같은 공정으로 처리된다. 그리고 탄화물은 탄화물배출장치(5)를 통해 배출되어 용융로(17)로 투입 용융되고 급냉되어 유리화 된다.

한편, 용융로와 고온로의 동력원으로는 브라운가스가 사용되어 소각비용을 절감할 수 있다.

본 고안은 수분의 함유률이 50%이상인 하수구스러지, 하수종말처리장 침전 폐기물, 산업폐수 스러지, 폐유, 각종화공약품침전 폐기물, 유류탱크 침전 폐기물, 인분 또는 가축 분뇨 등을 빠른 시간에 증류 시키고 열분해 하며 저비용과 무공해로 폐기처리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 고온로와, 이 고온로의 간접열에 의하여 폐기물을 건조시키고 내통과 외통으로 이루어져 고온로의 간접열을 이용하여 내용물의 고른 탄화를 유도하는 열분해로, 열분해로 내에 설치되어 폐기물의 고른 탄화를 유도할 수 있도록 교반축과 교반날개로 이루어지는 교반기, 열분해로 내로 폐기물을 투입하기 위한 투입장치, 폐기물 처리과정에서 발생되는 공해가스를 처리하기 위한 공해방지설비 및, 용융로, 폐열보일러, 수증기 응축장치로 이루어지는 폐기물 처리시스템에 있어서,

   상기 교반축이 파이프형으로 내부에 빈 공간이 형성되어 열가스가 유입되는 것을 특징으로 하는 침전폐기물 처리시스템의 열분해로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 교반날개는 내부가 빈공간으로 형성되고 교반축의 내부와 소통되어 교반축 내부로 투입된 열이 교반날개 내부로 투입되는 것을 특징으로 하는 침전폐기물 처리시스템의 열분해로.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 교반축 내부에 교반날개와 연결되는 유통구멍의 중간부분을 지나는 차단막이 설치되고, 교반날개 내부에는 차단막 선단에 일치되는 위치로 교반날개를 길이방향으로 이분하는 차단막이 설치되는 한편, 교반날개에 설치되는 차단막에는 교반날개 선단쪽으로 열이 유통되는 유통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 침전폐기물 처리시스템의 열분해로.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 교반날개는 양면이 주걱형, 나선형, 반원형, 원추형 또는 타원형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 침전폐기물 처리시스템의 열분해로.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 열분해로의 내통 하부에 내통 하단과 연결된 보조통이 부착설치되고, 보조통 내부에는 스크류날개가 설치된 스크류축이 장착되어 폐기물을 건조,탄화시키고 유기물,탄화물을 배출할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 침전폐기물 처리시스템의 열분해로.