KR20020059518A

KR20020059518A - 폐기물의 탄화 및 배기장치

Info

Publication number: KR20020059518A
Application number: KR1020010000946A
Authority: KR
Inventors: 한정록
Original assignee: (주)성진하이테크
Priority date: 2001-01-08
Filing date: 2001-01-08
Publication date: 2002-07-13
Also published as: KR100413041B1

Abstract

본 발명의 목적은 생활 쓰레기류를 효율적으로 탈수, 탄화처리함과 동시에 제작비가 저렴하고 악취,다이옥신류를 완전히 제거할 수 있게 한 탄화 및 배기장치를 제공함에 있다. 이러한 본 발명은 탄화조의 내 벽면에 내열성 원적외선방사용 세라믹 층을 칠하고, 자연 건조에 의해 만들어지는 원적외선방사용 세라믹층의 바깥쪽에는 전기 혹은 가스, 석유용 히터를 설치한다. 또한 생활 쓰레기용으로 상기 탄화조 내에는 생활쓰레기 교반용의 교반날개를 착탈가능하게 설치하였고, 또한 탄화조에서 배출된 배기가스중의 악취, 매연 등의 유기성분을 없애기 위해, 다수개의 촉매장치, 음이온 처리하는 물 탱크를 설치하였다. 또한 염비 시트 등의 탄화시 사용하고자 원적외선 방사용 하니캄 히터를 설치한 것이다.

Description

폐기물의 탄화 및 배기장치{A CARBONIZING TREATING AND EXHAUSTING APPARTUS FOR WASTE MATTER}

본 발명은 선박 등과 같은 탑승 물, 혹은 일반 주택이나 상업 혹은 산업 시설 등에 이용함에 적합한 폐기물 탄화 및 배기장치에 관한 것으로, 특히 원적외선을 효율적으로 피 처리용 탄화물에 조사(照射)하여 건조, 열분해, 탄화처리를 효율적으로 하고, 병용(竝用)해서 배기 가스 중 각종 성분을 제거해 각종의 환경문제가 일어나지 않도록 고안한 생활쓰레기 혹은 플라스틱 제품 등으로 대표되는 폐기물을 처리하기 위한 탄화 및 배기장치에 관한 것이다.

생활 쓰레기 혹은 비닐 하우스에 이용되는 폐기 비닐필름(시트)등의 처리기술로는 소각 이외에 탄화처리 기술이 잘 알려져 있다. 이 탄화처리기술이란 무 산소의 상태에서 폐기물을 가열처리하여 탄화시키는 방법이지만, 처리 효율면에서 만족할 수 있는 것이 아니고, 또한 어선을 포함해 선박에 손쉽게 설치하여 사용할 수 없다고 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 제반 결점들을 해소하기 위한 것으로, 생활쓰레기 혹은 비닐 하우스로부터 발생되는 폐기 비닐필름을 효율적으로 탄화처리할 수 있게 함과 동시에, 제작비가 저렴하고 수분, 악취,다이옥신류를 완전하게 제거할 수 있게 한 폐기물의 탄화 및 배기 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항1에 기재된 탄화처리장치에 있어서는, 폐기 물의 탄화처리 장치에 있어서, 폐기물이 수용되는 탄화조의 내벽 면에 내열성 원적외선방사용 세라믹 층을 형성함과 동시에 원적외선방사용 세라믹 층의 바깥 쪽에 제1가열히터를 설치하여 된 탄화처리부; 상기 탄화처리부의 상부에서 상하로 이동되게 설치되고 하강 이동시 상기 탄화조에 수용된 폐기물을 가압하면서 수분을 배출되게 하는 가압수단, 상기 가압수단과 대향되는 상기 탄화처리부의 바닥부에서 상기 탄화조와 망체를 통하여 연락되게 설치되어 탄화용 폐기물에서 배출되는 수분을 저장하는 수분 저장통 및 상기 수분 저장통의 직 하부에 배치되어 열을 가하는 제2가열 히터로 된 탄화물 수분 처리부; 상기 탄화물 수분 처리부에서 탈수 처리된 탄화용 처리물을 교반하기위해 탄화조 내에 설치된 모터에의해 구동되며 탄화조 내에서 상기 모터로부터 탈 부착을 자유롭게 할 수 있게 한 교반장치; 상기 교반장치가 설치된 탄화조의 상부에서 상기 탄화조의 내부와 외부를 연락되게 설치하여, 상기 탄화조로부터 배출되는 배기가스 중의 먼지, 악취,매연 성분을 제거하고,냄새제거(消臭),연기제거(消煙)를 위한 배기 처리부; 및 상기 배기 처리부의 최종 단에는 매연 등의 환경오염물질을 제거하기 위해 최종적으로 배기가스를 수중에 도입시켜 처리할수 있게 한 물탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항2 기재의 탄화처리장치는, 청구항1 기재의 탄화처리장치에 있어서, 탄화조의 두부(頭部)에는 하니컴형의 원적외선 방사용 히터가 더 설치되어, 상기 탄화조내의 피처리물에 단독으로 또는 원적외선방사 세라믹층과 병용하여 탄화처리 할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한 청구항3에 기재된 탄화처리장치는, 청구항1 기재의 탄화처리장치에 있어서, 내열성 원적외선방사 세라믹 층은 원적외선방사용 세라믹도료를 탄화조의 내면에 도포함으로서 형성되게 한 것을 특징으로 한다.

또한 청구항4에 기재된 탄화처리장치는, 청구항1 기재의 탄화처리 장치에 있어서, 상기 가압수단은 상기 탄화조의 내부에 투입된 피 탄화물들을 가압하며 일부위에는 피 탄화물 투입부가 형성된 가압판, 상기 가압판에 헐겁게 결합되어 상기 케이스 덮개를 관통한 상태로 이동가능하게 입설되어 있는 2개의 스크류봉, 상기 탄화조 상면에서 상기 스크류봉들의 각각에 대하여 전동기어들을 통하여 교합하고 있는 스테핑 모터들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 탄화처리장치는, 청구항1 기재의 탄화처리장치에 있어서, 상기 배기 처리부는 상기 탄화조로부터 외부와 연락되게 한 배출관; 및 상기 탄화조로부터 배출되는 매연 중에서 악취, 먼지, 일산화탄소, 다이옥신 등을 제거하기 위해 상기 배출관에 순차적으로 연락되게 설치한 제1촉매 내지 제3촉매를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 청구항 6에 기재된 탄화처리장치는, 청구 항1 기재의 탄화처리 장치에 있어서,상기 물 탱크의 내부에는 배기가스를 흡입하여 물 탱크 내에 유입 시키는 진공 펌프에 의해 가동되는 공기 기포기와, 상기 공기 기포기로부터 배출되는 가스와 같이 유동되는 물을 음이온 처리하는 이온석들이 더 구비됨을 특징으로 한다.

또 청구항 7에 기재된 탄화처리장치는, 청구항 1 또는 5에 있어서, 상기 배기 처리부에서 상기 촉매들과의 인접 부위에는 상기 탄화조 내의 피 탄화물로부터 발생되는 수분을 제거하기 위한 응축기와, 상기 응축기를 경유한 배기가스를 처리하는 촉매들을 가열하기 위한 제3가열용 히터가 더 설치됨을 특징으로 한다.

또 청구항 8에 기재된 탄화처리장치는,청구항1 또는 5에 있어서,상기 배기 처리부의 배기관에서 상기 촉매들과 물 탱크와의 사이에 상호 연락되게 배치되어 상기 배기관을 경유하는 배기 가스의 배출을 원활하게 하기 위한 냉각 팬, 블로우어 및 배기 통을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 내열 원적외선방사용 세라믹층을 전기히터를 포함한 가열수단으로 가열함에 의해, 그 가열 온도에서 원적외선을 다량으로 방사하고, 방사된 원적외선은 탄화조 내에 투입된 생활쓰레기(유기물)류에 조사되고, 특정의 원적외선을 흡수한 생활쓰레기류는 분자운동을 하면서 열을 발생하고, 이것에 의해 생활 쓰레기류에서 수분이 증발되면서 건조된다.

또 생활쓰레기 및 산업 쓰레기에 수분이 과다한 경우 탄화시간이 크게 달라질 우려가 있기 때문에 가동전 스테핑 모타에 의해 가동되는 가압수단으로 압축하여 수분을 미리 배출함으로써 피 탄화물의 탄화 처리를 신속하고 효율적으로 처리 할 수 있다.

또한 탄화조는 거의 밀폐된 상태이고, 가열수단에 의해 250∼350℃로 생활쓰레기 등이 가열되고, 또한 무 산소 상태이므로 생활쓰레기는 산화되지 않고, 건조, 열 분해을 일으키고, 저분자화하여 분자의 골격인 -C-C-결합 주위의 수소, 염소 등의 기(基)는 분리되고, 그후 생활 쓰레기 류는 탄화된다.

탄화처리조에 설치되어있는 교반장치로 생활쓰레기를 잘 교반함으로써, 생활 쓰레기는 고르게 혼합되고, 또한 교반에 따른 이동으로 원적외선 방사 층에 접촉및 근접하면서 효율적으로 원적외선 조사를 받게 된다.

소위 염비 필름, 시트 류의 혼합은 교반 혼합이 어려우므로, 탈착 가능한 교반장치를 설치해, 탄화처리조의 두부(頭部)에 하니컴형 원적외선방사 히터를 설치하고, 두부의 하니컴형 원적외선방사 히터와 탄화처리조 내벽의 원적외선 세라믹 층을 가열함으로써 방사하는 원적외선과, 전기히터 등의 가열장치에 의해 효율적으로 열분해되면서 탄화한다. 단 두부의 하니컴형 원적외선 방사히터는 생활 쓰레기 류의 처리에도 사용할 수 있다. 또한 이 히터는 피 처리물에 따라 단독 구동으로 탄화처리 할 수 있다.

생활쓰레기를 교반하는 탈착 가능한 교반 장치를 설치한 탄화처리조의 내면에는, 자연 건조로 도착(塗着)하는 원적외선 방사세라믹 타입의 내열도료(최대온도특성 1000℃)를 가운데에 칠하는 것으로 원적외선방사 세라믹 층을 형성한다. 이 탄화처리조의 바깥쪽은 세라믹 단열재를 칠한 홈에 니크롬선, 이 칸탈선 등의 전열선(히터)를 매설한 히터 블록 등으로 이룬 가열장치를 배설하고, 이것으로 탄화 조를 가열하여 발생한 열과 가열된 탄화조 내벽에 칠해져 있는 원적외선방사세라믹 도료에서 방사된 원적외선을 근거로 원적외선 방사열에서 밀폐된 탄화조 내에 투입된 생활쓰레기류를 신속하게 건조, 열분해하고, 생활쓰레기류를 탄화시킬 수 있다. 가열수단으로 전기히터방식이 가장 손쉽게 이용되지만, 여건에 따라 가스, 석유등을 열원으로 하는 가열수단을 이용할 수 있다.

탄화처리 할 경우 교반장치로 대량의 생활쓰레기를 교반하는 것에 의해, 탄화조 내부의 생활쓰레기류도 탄화조의 내벽에 접촉 또는 가까운 거리로 이동시키고, 탄화조 내벽에 칠한 원적외선방사 세라믹에서 방사한 원적외선이 효과적으로 생활쓰레기류 전체에 달하고, 앞에서 서술한 원적외선효과가 나타나고, 생활쓰레기의 건조, 열분해, 탄화를 효율적으로 할 수 있다.

농업용 비닐하우스에 사용하는 비닐 시트 류와 각종 플라스틱 폐기물을 탄화장치에서 탄화처리할 경우, 탄화조에 설치되어 있는 탈착 가능한 교반장치를 분리하고, 탄화조 앞부분에 하니컴형 원적외선방사세라믹히터를 설치하고, 투입구에 비닐시트 등의 플라스틱폐기물을 탄화조에 투입하고, 밀폐상태에서 가열하고, 원적외선방사에 의해 열분해하여 탄화시킬수 있다.이때 탄화층 주위에 설치된 가열장치를 동시에 작동하도록 해도 좋다. 또한 탄화되기 어려운 폐기물에 대해서는 교반 장치를 설치한 그대로 원적외선방사 증강수단으로 하니컴형 원적외선 방사 세라믹히터를 사용할 수 있다. 즉 상기 하니컴형 원적외선방사 세라믹히터란 하니컴구조의 담지체(擔持體)를 통과시켜 원적외선 방사하는 타입 및 원적외선방사 세라믹 함유한 히터를 형성하고, 이것을 일으켜 피처리 물에 원적외선을 방사하는 타입 등의 두가지가 있다.

생활쓰레기류, 비닐시트 폐기물에서 발생하는 악취 성분, 저분자 유기물등의 증발성분은 제1단계에 설치된 촉매로 350℃의 온도 조건하에서 일산화탄소 등의 유해 가스 등은 완전 산화, 매연소거, 냄새제거를 행하고, 제2단계로 설치된 알려진 촉매로 220℃의 온도조건하에서 다이옥신 등의 난 분해성 유기물을 무기물까지 완전 산화한다.

촉매장치로 무기물화된 배기가스는 예를들면 냉각되고, 그후 물탱크안에 유입되어 이온화 된후, 거기서 공기 기포장치에 의해서 버블링(Bubbling)되고, 불순물은 수중에 용해, 제거된 후 대기 중으로 방출된다.

탄화조내에 설치된 생활쓰레기류를 교반하기위해 탈착 가능한 교반장치는 탄화조내 하부에서 교반 모터와 접속되고, 회전하는 것으로, 탄화조 내의 생활쓰레기류를 교반할 수 있다. 생활쓰레기류를 교반하면 생활쓰레기류를 탄화조 내벽에 칠한 원적외선방사용 세라믹층 곳곳에 접촉 혹은 근접시킬 수 있고, 이것으로 생활쓰레기류에 원적외선을 효율있게 조사할 수 있다. 그 결과 생활쓰레기류의 건류, 열분해, 탄화를 균일하고, 효율적이고 신속하게 할 수 있다. 탄화조의 하부(低部) 혹은 측면에 남은 탄화물은 탄화조의 하부에 설치된 입구에서 꺼낼 수 있다.

광 범위하고, 고 효율적인 원적외선을 방사하는 원적외선방사 세라믹도료는 탄화조의 내벽에 도포한 후, 자연건조 하는 간단한 작업이고, 쉽게 칠할 수 있다. 그 결과 원적외선방사 세라믹 층을 형성한 탄화조의 제작비용은 이전 알려진 방법과 비교해 절감할 수 있고, 경제적인 가치가 발생한다.

가열수단으로 전기히터의 형상은 원 통체를 2개로 나눈 형상의 세라믹 단열재이고, 그 내측 홈에 니크롬선히터, 칸탈선 히터 등의 열선을 설치한 것이다. 이 원통형전기히터는 탄화조의 바깥 측을 끌어안도록 배설하고, 전기히터에 의해 탄화조 및 탄화조의 내면에 칠해있는 원적외선방사 세라믹 층을 가열해 원적외선을 방사시킨다. 가스 또는 석유를 열원으로 할 경우, 이 가스 또는 석유의 연소가스를 탄화조의 바깥쪽에 적당한 방법으로 도입하고 이 연소가스 열로 원적외선방사용 세라믹층 및 피 탄화물을 가열한다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 설명하기 위해 도시한 부분 단면도이고,

도 2는 도1에서 탄화조와 가열유니트만을 분리하여 확대 도시한 도면이고,

도 3은 가열 유니트만을 분리하여 표시한 단면 사시도이고,

도 4는 도 1에서 가압판 만을 분리하여 확대 도시한 평면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 본체 케이스 20 : 탄화 처리부

23 : 탄화조 26 :원적외선방사용 세라믹층

21 : 제1가열용 히터 30 : 탄화물 수분 처리부

36 : 수분 저장통 37 : 가열용 제2히터

40 : 교반장치 41 :교반날개

50 : 배기가스 처리부 54 : 제3가열용 히터

57a ~ 57c : 제1 내지 제3 촉매 58 : 블로우어

59 : 진공펌프70 : 원적외선방사 하니캄 히터

80 : 물탱크82 : 공기기포 발생기

84 : 이온 석(石)

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 폐기물의 탄화 및 배기장치의 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련된 탄화처리장치의 전체를 나타낸 부분 단면도이고, 도2는 탄화조의 단면도이며, 도3은 탄화조를 가열하기 위한 가열 유니트이고, 도 4는 도 1에서 가압판 만을 분리하여 확대 도시한 평면도이다.

도 1∼3에서 도면 부호(10)은 본체 케이스이다. 이 본체 케이스(10)의 상부는 개구되어 있고, 그 개구는 케이스 덮개(12)로 밀폐되어 있다.

도면 부호(23)은 상기 본체 케이스(10)안에 조합된 탄화 조이고, 이 상부(케이스 덮개:12)에는 피탄화물 투입구(14)가 형성되어 있고, 하부에는 탄화물 출구(15)가 형성되며, 내면 전체에는 도1, 도2에 표시된 바와 같이, 1000℃ 정도의 고온에서도 내열 성능을 발휘하는 원적외선방사용 세라믹층(26)이 형성되어 있다.

도면부호(27)은 도2, 3에 나타나있는 바와 같이, 상기 탄화조(23)의 몸통부 바깥쪽을 둘러 싸도록 설치된 가열 유니트(UNIT)이고, 이 가열 유니트(27)은 세라믹 단열재(28)의 내면에 히터 수용홈(29)를 형성하고, 이 히터 수용홈(29)의 안에 제1가열 히터(21)을 짜 넣은 구성이다. 상기 제1가열 히터(21)로는 니크롬선, 칸탈선 히터 등이 사용된다. 단 상기 예시는 한정 적인 것은 아니고 다른 적당한 전열히터 재(材)이면 어느 것이라도 이용 할 수 있다. 상기 가열 유니트(27)로서는 실시예의 제1가열 히터(21)이외에도 가스, 석유 등의 연소가스 히터를 사용할 수 가 있다. 상기와 같은 구성 요소들이 도 1표시의 탄화 처리부(20)을 구성한다.

도면부호(30)은 상기 탄화처리부(20)의 탄화조(23)의 내부에 상기 투입구 (14)를 통해 투입된 피 탄화물 예컨대, 수분이 많이 함유된 생활쓰레기 및 산업쓰레기 등을 신속한 탄화를 위하여 사전에 수분을 배출하는데 사용하는 탄화물 수분 처리부이다. 상기 탄화물 수분 처리부(30)은 상기 탄화조(23)의 내부에 투입된 피 탄화물들을 가압하는 가압판(33)을 구비하고 있다. 상기 가압판(33)은 도 4의 표시와 같이, 상기 피탄화물 투입구(14)로부터 투입되는 피 탄화물이 상기 탄화조(23)의 내부로 투입됨에 지장 없도록 하고자 일 부분을 절결하여 피 탄화물을 투입할 수 있는 넓은 범위의 피 탄화물 투입부(35)를 형성하고 있다. 상기 피 탄화물 투입부(35)의 형상은 가능한 피 탄화물이 잘 투입될수 있는 형상이면 어 떠한 형상이든 무방하다. 상기 가압판(33)은 상기 가압판(33)에 헐겁게 결합되어 상기 케이스 덮개(12)를 관통한 상태로 이동가능하게 입설되어 있는 적어도 2개의 스크류봉들(32a,32b)가 상기 케이스 덮개(12)의 상면에서 상기 스크류봉들(32a,32b)의 각각에 대하여 전동기어들(34a,34b)를 통하여 교합하고 있는 스테핑 모터들(31a,31b)의 구동여부에 따라서 상하로 이동되면서 피 탄화물을 가압함에 의해, 피 탄화물에 함유된 수분을 배출되게 하고 있다. 상기 스크류봉들(32a,32b)는 상기 가압판(33)에 대하여 헐겁게 결합하고 있으므로 상기 스크류봉들(32a,32b)는 상기 가압판(33)과는 무관하게 자유 스럽게 회동되면서 상기 가압판(33)을 하강 또는 상승 되게 한다. 또한 상기 가압판(33)의 하강 거리는 후술하는 교반장치(40)의 교반 날개(41)와 닿지 않게되는 거리 까지만 이동되게 함이 바람직하다. 이러한 이동거리의 설정은 상기 스테핑 모터들(31a,31b)의 구동 조절에 의해서 가능한데, 이러한 것은 일반적인 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.

상기 가압판(33)에 의하여 가압되는 피 탄화물에서 배출되는 수분은 상기 탄화처리부(20)의 바닥부에서 상기 탄화조(23)과 유통로(38)을 통하여 연락되게 설치하고 있는 수분 저류통(36)의 내부로 모이게 된다. 상기 유통로(38)의 입구에는 피 탄화물에서 배출되는 수분에 함유된 이물질을 걸르기 위하여 여과용 망체(39)를 설함이 바람직하다. 상기 여과 망체(39)를 통하여 상기 수분 저류통(36)에 모이게 되는 수분은 그 수분 저류통(36)의 직 하부에 기 배치하고 있는 제2가열 히터(37)에 의해서 가열되면서 증발된다. 상기에서 스테핑 모터들(31a,31b)와 제2가열 히터(37)은 CPU 콘트롤 회로가 내장된 제어판넬(60)에서 일괄적으로 온/오프되면서 콘트롤 된다.

도면부호(40)은 교반장치로서, 상기 탄화조(23)내의 하부 중앙에서 위쪽을 향해 넣은 교반 날개(41)은 회전축(42)의 기부(基部)가 연결기(43)에 착탈 자재하게 되어 있어서, 필요 없을 경우 예컨대, 염비 시트와 같은 경우에는 떼어내고, 생활쓰레기와 같은 경우에는 장착해 교반을 실시하고, 원적외선과 열을 골고루 생활 쓰레기 류에 조사해 원적외선 효과와 탄화를 높이기 위해 사용된다.

도면부호(44)는 상기 교반 날개(41)을 연결기(43)을 경유하여 회전할수 있게 한 교반용 모터로서, 인버터 식의 가변속 모터가 이용되고 있다. 단, 인버터식 가변속 모터는 예를 든 것이고, 기타 알려진 가변속 모터의 사용도 가능하다.

도면부호(50)은 배기처리부로서, 상기 탄화조(23)의 상부(케이스 덮개:12)에형성된 배기구(55)로부터는 상기 본체 케이스(10)의 바깥으로 길게 연장된 배기관 (56)이 설치되어 있다. 상기 배기관(56)의 재질은 내 부식성을 갖는 스테인레스 강판을 사용함이 바람직하고, 또한 배기관(56)의 모양은 대략 2.5회 정도 스프링 모양으로 회전되게 구성함이 바람직하다. 상기 배기관(56)의 최초 입구 부위에는 원적외선 탄화때 발생되는 수증기를 제거할 목적으로 응축기(51)이 설치되어 있다.

상기 응축기(51)의 다음에는 제1촉매(57a)가 설치되어 있고, 상기 제1촉매 (57a)는 먼지 즉, 부유성 오일 미립자 등을 제거할 수 있도록 하였는데, 탄화시 발생되는 먼지 등의 이물질은 상기 탄화조(23)의 내부 온도(250℃)에 의해 상기 제1촉매(57a)에서 산화한다.

상기 제1촉매(57a)의 다음에는 제2촉매(57b)를 설치하여, 상기 제1촉매(57a)에서 미 처리된 유기물이 혼합된 배기가스를 처리하는 공지의 산화형 촉매를 이용하여 악취를 제거 할 수 있도록 하였다. 상기 제2촉매(57b)는 허니컴 담체에 귀금속(Pt,Pd)를 코팅시킨 촉매이다.

상기 제2촉매(57b)의 다음에는 제3촉매(57c)를 설치하여, 상기 제1촉매(57a)및 제2촉매(57b)에서 처리되지 못하는 배기 가스중의 다이옥신을 알려진 산화형 촉매를 이용해 완전처리 할 수 있게 하였다.

도면부호(53)은 대략 "￢"모양의 산소 공급관으로, 후술하는 제3가열 히터(54)의 중간 부분에 설치함이 바람직하다. 또한 산소의 공급은 전체 유기량 대비 5 ~ 10%만 공급을 함이 바람직하고, 작동은 운전후 대략 50 분 동안 산소를 공급하고, 50분 이후는 자동으로 작동을 중단하는데, 이러한 작동의 제어는 상기 제어판넬(60)으로부터 제어된다.

상기 제3가열 히터(54)는 코일형으로 구성된 것으로, 상기 제2촉매(57b),제3촉매(57c)까지 분해성 유기물을 산화하기 위한 촉매 가열용 히터로,상기 제2촉매(57b)의 가열 온도는 350±10℃이내로, 또한 상기 제3촉매(57c)의 가열온도는 220±5℃ 이내로 함이 바람직하다. 상기 제2촉매(57b) 및 제3촉매(57c)를 가열하는 상기 제3가열용 히터(54)의 제어는 상기 제어판넬(60)에 의해서 실행된다.

도면부호(52)는 냉각용 팬이다. 상기 촉매들을 경유하여 배기관(56)을 통하여 유동하는 배출 가스는 탄화처리되는 쓰레기의 종류에 따라서 온도차이는 있지만, 배출가스는 대략 100 ~ 130℃의 고온 관계로 상기 배기관(56)에 설치된 배기용 블로우어(58) 및 진공펌프(59)등이 고온의 가스에 의하여 고장원인이 발생하고 있는데, 이를 사전에 방지하기 위해 상기 냉각팬(52)로서 상기 배기관(56)을 통과하는 고온의 배기 가스를 소정 온도 이하로 떨어지게 끔 냉각함이 바람직하다.

상기 배기관(56)을 통과하는 배기 가스는 상기 냉각팬(52)에 의해서 냉각 되지만, 어느 정도는 열을 갖고 있기 때문에 원활한 배기가 제대로 안되는 경우가 있다. 따라서 배기가스의 원활한 유동을 위해서는 상기 배기관(56)에 설치된 블로우어(58)을 통하여 그 블로우어(58)과 인접하여 연락되게 설치된 배기 가스통(59a)의 내부로 강제 배기 시킬 필요가 있다.

도면부호(59)는 진공펌프로서, 이 진공펌프(59)는 상기 배기 가스통(59a)와 연락되게 설치되어 상기 배기 가스통(59a)으로 집중되는 배기가스를 흡입하여 상기 진공 펌프(59)와 연락되게 설치하고 있는 후술하는 물 탱크(80)의 내부로 도입되게배출한다. 상기 배기 가스통(59a)의 내부는 상기 진공펌프(59)에 의해서 내부가 진공 분위기를 이루게 된다. 상기 진공펌프(59)는 물 탱크(80)에 유입되는 배기량 만큼 배기가스를 배출한다.

상기 물탱크(80)의 내부에는 물이 가득 수용되고, 아울러 상기 진공펌프(59)에서 연장된 관(86)의 선단에 설치된 공기 기포 발생기(82)가 상기 물탱크(80)의 수중에 설치되고, 그 상부에 이온석(84)가 배치됨에 의해, 상기 진공펌프(59)에 의해 배출된 가스는 상기 공기 기포 발생기(82)에 의해 산포(散布)되면서 상기 음 이온석(84)에 흡착되게 하여 이온화 함으로써 최종적으로 환경악화 원인 물질을 제거한후 대기 중으로 방산(放散)한다.

도면부호(60)은 제어판넬이고, 이 제어판넬(60)에는 가열용 히터들(21,37 ,54)의 온도를 제어하는 온도 콘트롤러(61), 가압판(33)의 이동속도와 교반날개 (41)의 회전 속도 등을 제어하는 교반 스피드 콘트롤러(62)가 설치되어 있고, 또한 도면에는 나타나 있지는 않지만 상기 제어판넬(60)에는 산소 공급관(53), 냉각 팬(52), 블로우어(58), 진공펌프(59)등의 운전을 위한 회로, 예컨대 과열방지회로, 제1 내지 제3 촉매들(57a ~57c)의 성능 감시회로 등 필요한 회로도가 여기에 넣어져 있다.

도면부호(73)은 상기 탄화조(23)내에서 상기 교반날개(41)을 떼고, 내부에 염 비 시트를 투입해 탄화처리 할 경우 이용하는 원적외선방사용 하니컴 히터 취부구이고, 이 원적외선방사 하니컴 히터 취부구(73)에는 하니컴 형상의 원적외선 담지체(擔持體)에 원적외선 방사용 도료를 칠하고, 뒤쪽의 전기 히터(72)에서 발생한열풍을 하니컴 형상의 담지체(74)를 통과시키는 것에 의해, 상기 탄화조(23)내에 원적외선과 열풍을 방사해 피 탄화물의 탄화를 가능하게 하는 원적외선방사용 하니컴 히터(70)이 설치되어져 있다. 이 원적외선 방사용 하니컴 히터(70)은 생활 쓰레기 류의 처리 시에도 사용이 가능하고, 이때 상기 탄화조(23)측의 가열 유니트(27)과 동시에 같이 사용할 수 있다. 물론 이 병용(竝用)은 염 비닐시트 플라스틱의 폐기물 처리에 있어서도 가능하다. 또한 원적외선방사용 하니컴 히터(70)은 원적외선방사용 세라믹을 함유한 물질로 소성(燒成)한 히터를 포함한 것이다.

생활쓰레기를 처리하기 위해 교반날개(41)을 상기 탄화조(23)의 내벽에 원적외선방사용 세라믹 층(26)을 형성하고, 상기 탄화조(23)을 밀폐 상태로에서 상기 교반날개(41)에 의해 생활 쓰레기류를 잘 교반하면서 탄화조(23)의 외부에 배설된 제1가열 히터(21)에서 가열하는 것으로 그 가열과 원적외선방사열로 생활쓰레기를 효율적으로 건조시키면서 열 분해하여 탄화처리 할 수 있다.

상기 실시 예에 의하면 대형 탄화조(23)의 내벽에 원적외선 방사 세라 믹 층(26)을 칠할 경우, 1000℃의 내열성 원적외선 방사세라믹을 상온에서 칠하여 상온에서 자연 건조하는 것으로, 인화 공정을 필요로하지 않고 칠 할 수 있으므로, 저렴한 가격으로 쉽게 원적외선방사 세라믹층(26)을 내벽에 갖는 대형탄화조(23)을 만들 수 있다.

비닐시트류를 처리할 경우, 생활 쓰레기 류를 처리하는 탄화조(23)의 교반날개(41)은 비닐 시트류는 부피가 커지고, 또한 교반 날개(41)에 얽혀서 사용이 어려우므로 착탈(着脫)가능한 교반 날개(41)을 분리하면 된다.이때 원적외선 효과를얻기 위해 탄화조(23)의 하니컴형 원적외선방사용 히터(70)을 설치해 상부에서도 원적외선을 비닐시트 류에 방사되게하고, 병용해서 탄화조(23)측의 제1가열 히터(21)로 가열하는 것에 의해, 이 열과 원적외선방사열에 의해 탄화조(23)내에 투입된 비닐시트 류는 열분해되어, 최종적으로 탄화하여 소멸시킨다.

생활쓰레기류, 비닐시트류를 건조, 탄화처리 할 경우 발생하는 수분은 응축기(51)로서 응축하여 처리되고, 이어서 먼지 즉, 부유성 오일 미립자 등은 제1촉매(57a)로 산화처리하며, 상기 제1촉매(57a)에서 거르지 못하고 방출되는 일산화탄소 등의 유해 가스 등은 제2촉매(57b)에서 제거되고, 상기 제3촉매(57c)에 의해서는 다이옥신 등 난 분해성 유기물을 완전산화하고 탄산가스, 물, 염소 등 무기물에 분해하여 처리한다.

(1)생활쓰레기 경우

대량의 생활 쓰레기류를 투입구(14)에서 원적외선방사용 세라믹층(26)을 칠한 탄화조(23)에 투입하고, 이어서 탄화물 수분 처리부(30)에 의해서 수분을 배출하여 제2가열 히터(37)로서 증발처리 한다. 상기 교반날개(41)로 수분 처리된 생활쓰레기 류를 잘 교반하고, 생활 쓰레기류를 빠짐없이 탄화조(23)의 내벽에 칠한 원적외선방사용 세라믹층(26)에 접촉 혹은 근접하게 이동 시킨다. 상기 탄화조(23)의 외부에 배설된 가열유니트(27)에 의해 상기 탄화조(23)을 가열하고, 생활쓰레기류를 가열한다. 동시에 탄화조(23)의 내면에 칠해져 있는 원적외선방사용 세라믹층(26)이 가열되고 방사된 원적외선이 생활쓰레기류에 조사(照射)되고, 생활쓰레기류는 효율적으로 건조, 열분해 되고 최종적으로 탄화된다. 생활쓰레기류가탄화될시, 발생하는 증발 성분중 먼지는 제1촉매(57a)에 의해 제거되고, 또 일산화탄소 등의 유해 가스 등은 제2촉매(57b)에 의해서 제거된후 방출된다.

(2)비닐 시트 등의 플라스틱 폐기물의 경우

농업용 비닐시트 같은 것은 교반 장치로는 교반이 어려우므로, 본 장치의 교반날개(41)을 제거하고, 농업용비닐시트를 투입구(14)에 투입한다. 탄화조(23)의 하니캄형 원적외선방사용 히터(24)를 가열하여 원적외선을 방사시킴으로서 상기 탄화조(23)의 외부에 가열유니트(27)인 제1가열 히터(21)에서 탄화조(23)을 가열하고, 동시에 탄화조(23)의 내벽에 칠한 원적외선방사용 세라믹층(26)을 가열하는 것으로, 원적외선방사용 세라믹층(26)에서 원적외선을 비닐시트 등에 방사하는 것에 의해 비닐시트 등은 효율적으로 열분해되고 탄화된다. 탄화조작으로 발생하는 부유성 오일 미립자 등의 먼지는 제1촉매(57a)에서 제거되고, 또 일산화탄소 등의 유해 가스 등은 제2촉매(17b)에 의해서 제거되고, 다이옥신등 난분해성 유기물은 제3촉매(17c)에 의해 완전 산화되어 무기물로 산화분해 된다. 특히 상기 촉매들에 의한 여과는 산소공급관(51)에서 공급되는 공기와 가열히터(54)에서 가열되는 온도에 의하여 보다 효과적으로 처리된다. 무기화 된 증발성분은 냉각 팬(52)에 의해 냉각된후 블로우어(58), 배기가스통(59), 진공펌프(59), 공기기포 발생기(82)에 의해 물 탱크(80)의 내부로 인도되고, 이온석(84)를 통하여 이온화 된후 방산된다.

<운전예>

(1)생활쓰레기탄화처리

ㆍ가열온도 400∼300℃에서 탄화조(23)과 원적외선방사용 세라믹층(26)을 가열한다.

ㆍ교반속도 200∼500rpm

(2) 비닐시트등의 플라스틱류 탄화처리

①가열온도 400 ∼ 300℃에서 탄화조(23)과 원적외선방사용 세라믹층(26)을 가열한다. 가열온도 400 ∼ 300℃에서 두부(頭部)에 배설한 원적외선방사용 세라믹히터(70)으로 가열한다.

②가열온도 400 ∼ 300℃에서 탄화조(23)과 원적외선방사용 세라믹층(26)을 가열 한다. 가열온도 400 ∼ 300℃에서 두부(頭部)에 배설한 원적외선방사 세라믹 히터(70)로 가열한다. 이 경우 플라스틱류는 탄화를 경과 후, 산화하고 탄산가스 (CO₂), 수증기(H₂O)등의 무기물로 된다.

ㆍ제1촉매장치(57a)

<화학식1>

200 ~ 400℃

(HC) + AlR(O₂) → CO₂+ H₂O

탄화수소 촉매

ㆍ제2촉매장치(57b)

탄화처리후 발생한 증발성분은 제2촉매장치(57b)에서 산화된다.

촉매용 히터에 의해 350℃ 이상에 가열한다.

<화학식2>

350℃

CmHn + O₂→ CO₂+ H₂O

탄화수소 산소 촉매 이산화탄소 물

(저분자 유기물) (탄산가스)

350℃

(CH₃)₃N + O₂→ CO₂+ H₂O + N₂

트리메틸알민 산소 이산화탄소 물 질소

(탄산가스)

350℃

(NH₃) + O₂→ N₂+ H₂O

암모니아 산소 촉매 질소 물

<화학식3>

ㆍ제3촉매장치(57c)

다이아옥신(PCDD)의 분해화학식예

2,3,7,8테트라클로로지벤죠지옥신 산소 촉매 이산화탄소 물 염소

(PCDD)

(다이옥신) 산소 탄산가스

난분해성유기물

본 발명에 관련된 생활쓰레기류, 염비시트 등의 플라스틱폐기물 처리장치는 수분처리후, 전기히터, 가스, 석유 등의 가열원을 이용하여 가열과 아울러 탄화조의 내벽에 칠한 원적외선방사용 세라믹에 의해 방사된 원적외선을 이용해 피 처리물을 건조, 건류, 열분해 하고, 동시에 원적외선이 피 처리물에 골고루 균일하게 조사되도록, 필요에 의해 탄화조 내부에 설치된 교반 장치로서 피 처리물을 균일하게 교반하고, 또한 피 처리 물을 원적외선방사 세라믹 층에 이동하여 접촉 혹은 근접시킴으로써 보다 신속하고, 완전하게, 효율적으로 피 처리 물을 건조, 열분해시켜 탄화할 수 있다. 그 결과 본 발명은 다음 효과를 갖는다.

1.고효율 원적외선방사세라믹 도료를 탄화조의 내벽 면에 칠하고, 자연 건조하는 것만으로 굽는 공정을 필요로 하지 않고, 쉽게 탄화 조에 원적외선방사용 세라믹 층을 형성할 수 있다. 이 결과 원적외선방사용 세라믹층을 탄화조의 내면에 형성하기 위한 제작비용을 절약할 수 있다.

2.피 처리물의 수분을 사전에 처리할 수 있어서 탄화시간을 줄일수 있는 효과가 있고, 또한 그만큼 연료 소모를 줄일 수 있다.

3.열원으로 전기히터, 가스, 석유를 단독으로 사용하기 위해 원적외선방사용 세라믹을 사용하므로써 열원(熱源)가격을 절약할 수 있다.

4.원적외선방사용 세라믹도료를 쉽게 칠하기 때문에, 원적외선방사 면적을 크게 형성할 수 있다.

5.피 처리물을 탄화처리 할 경우 발생하는 연기, 냄새, 저분자유기물 및 난분해형 유기물도 촉매장치에 의해 무기물에까지 완전 산화하는 것으로, 악취공해 방지, 유 무해화가 도모되고, 업무 및 산업용으로 사용할 수 있다.

6.원적외선방사 세라믹층과 교반 장치를 이용하는 것으로 피처리물 중심부를 교반에 의해 원적외선방사용 세라믹 층에 접촉 및 근접시킬 수 있으므로, 피처리물을 골고루 균일하게 완전히 건조시켜 탄화할 수 있다. 또한 처리시간도 단축할 수 있다.

7.본 발명은 처리량이 많은 업무용으로 사용하지만, 또한 산업용으로도 대형화 할수도 있다. 필요에 따라서는 소형화해서 일반가정, 선박등의 탑승용으로도 이용할 수 있다.

8.공기기포 발생기에 의하여 배기 가스를 물에 보다 빨리용해 시켜서 처리할수가 있고, 이온석에 의해서 이온화 하여 보다 환경친화형으로 깨끗하게 처리 할 수가 있다.

Claims

폐기 물의 탄화처리 장치에 있어서,

폐기물이 수용되는 탄화조의 내벽 면에 내열성 원적외선방사용 세라믹 층을 형성함과 동시에 원적외선방사용 세라믹 층의 바깥 쪽에 제1가열 히터를 설치하여 된 탄화처리부;

상기 탄화처리부의 상부에서 상하로 이동되게 설치되고 하강 이동시 상기 탄화조에 수용된 폐기물을 가압하면서 수분을 배출되게 하는 가압수단, 상기 가압수단과 대향되는 상기 탄화처리부의 바닥부에서 상기 탄화조와 여과 망체를 통하여 연락되게 설치되어 탄화용 폐기물에서 배출되는 수분을 저장하는 수분 저장통 및 상기 수분 저장통의 직 하부에 배치되어 열을 가하는 제2가열 히터로 된 탄화물 수분 처리부;

상기 탄화물 수분 처리부에서 탈수 처리된 탄화용 처리물을 교반하기위해 탄화조 내에 설치된 모터에의해 구동되며 탄화조 내에서 상기 모터로부터 탈 부착을 자유롭게 할 수 있게 한 교반장치;

상기 교반장치가 설치된 탄화조의 상부에서 상기 탄화조의 내부와 외부를 연락되게 설치하여, 상기 탄화조로부터 배출되는 배기가스 중의 먼지, 악취,매연 성분을 제거하고,냄새제거(消臭),연기제거(消煙)를 위한 배기 처리부;및

상기 배기 처리부의 최종 단에는 매연 등의 환경오염물질을 제거하기 위해 최종적으로 배기가스를 수중에 도입시켜 처리할수 있게 한 물탱크를 포함하는 것을특징으로 하는 폐기물의 탄화 및 배기장치.
제1항에 있어서, 탄화조의 두부(頭部)에는 하니컴형의 원적외선 방사용 히터가 더 설치되어, 상기 탄화조내의 피처리물에 단독으로 또는 원적외선방사 세라믹층과 병용하여 탄화처리 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 폐기물의 탄화 및 배기장치.
제1항에 있어서, 내열성 원적외선방사 세라믹 층은 원적외선방사용 세라믹도료를 탄화조의 내면에 도포함으로서 형성되게 한 것을 특징으로 한 폐기물의 탄화및 배기장치.
제1항에 있어서, 상기 가압수단은 상기 탄화조의 내부에 투입된 피 탄화물들을 가압하며 일 부위에는 투입부가 형성된 가압판, 상기 가압판에 헐겁게 결합되어 상기 케이스 덮개를 관통한 상태로 이동가능하게 입설되어 있는 2개의 스크류봉, 상기 탄화조 상면에서 상기 스크류봉들의 각각에 대하여 전동기어들을 통하여 교합하고 있는 스테핑 모터들을 포함하는 것을 특징으로하는 폐기물의 탄화및 배기장치.
제1항에 있어서, 상기 배기 처리부는 상기 탄화조로부터 외부와 연락되게 한 배출관; 및

상기 탄화조로부터 배출되는 매연 중에서 악취, 먼지, 일산화탄소, 다이옥신 등을 제거하기 위해 상기 배출관에 순차적으로 연락되게 설치한 제1촉매 내지 제3촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 탄화 및 배기장치.
제1항에 있어서, 상기 물 탱크의 내부에는 배기가스를 흡입하여 물 탱크 내에 유입 시키는 진공 펌프에 의해 가동되는 공기 기포기와, 상기 공기 기포기로부터 배출되는 가스와 같이 유동되는 물을 음이온 처리하는 이온석들이 더 구비됨을 특징으로 하는 폐기물의 탄화 및 배기장치.
제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 배기 처리부에서 상기 촉매들과의 인접 부위에는 상기 탄화조 내의 피 탄화물로부터 발생되는 수분을 제거하기 위한 응축기와, 상기 응축기를 경유한 배기가스를 처리하는 촉매들을 가열하기 위한 제3가열용 히터가 더 설치됨을 특징으로 하는 폐기물의 탄화 및 배기장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,상기 배기 처리부의 배기관에서 상기 촉매들과 물 탱크와의 사이에 상호 연락되게 배치되어 상기 배기관을 경유하는 배기 가스의 배출을 원활하게 하기 위한 냉각 팬, 블로우어 및 배기 통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 탄화 및 배기 장치.