KR200227664Y1 - 폐기물의 탄화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 생활 쓰레기류를 효율적으로 탈수, 탄화처리함과 동시에 악취,다이옥신류 및 기름 냄새와 잔류염소 성분을 제거할 수 있게한 탄화장치를 제공함에 있다.

이러한 본 고안은 탄화조의 내 벽면에 피 탄화물에 원적외선을 효율적으로 방사하도록 한 세라믹 히터를 설치하였고, 또한 탄화조 내에는 생활쓰레기 교반용의 교반날개를 착탈가능하게 설치하였고, 또 탄화조에서 배출된 배기 가스 중의 악취, 매연 등의 유기성분과 염소 제거를 위해, 다수개의 촉매장치, 활성탄, 음이온 처리하는 물 탱크 등의 제1 내지 제3배기처리부를 설치하여, 피 탄화물을 경제적으로 처리할 수 있게 함과 동시에 환경 오염의 원인되는 배기 가스중의 오염 물질을 완전히 제거 할 수 있게 한 것이다.

Description

폐기물의 탄화장치{A CARBONIZING APPARTUS FOR WASTE MATTER}

본 고안은 일반 주택이나 상업 혹은 산업시설, 선박 등과 같은 탑승 물 등에 이용함에 적합한 폐기물 탄화장치에 관한 것으로, 특히 세라믹(운모)으로부터 발생되는 원적외선을 피 처리용 탄화물에 조사(照射)하여 건조, 열분해, 탄화처리를 효율적으로 하고, 배기 가스 중 각종 유해성분 및 냄새를 제거하여 환경문제가 일어나지 않도록한 생활쓰레기, 플라스틱 제품 등으로 대표되는 폐기물을 처리하기 위한 탄화 장치에 관한 것이다.

생활 쓰레기 혹은 비닐 하우스에 이용되는 폐기 비닐필름(시트)등의 처리기술로는 소각 이외에 탄화처리 기술이 잘 알려져 있다. 이 탄화처리 기술이란 무 산소의 상태에서 폐기물을 가열처리하여 탄화시키는 방법이지만, 처리 효율면에서 일부 유해 가스가 대기중으로 방출되는 문제가 있고, 또한 어선을 포함해 선박 등에 쉽게 설치하여 사용할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 본 고안의 목적은 상기 결점들을 해소하기 위한 것으로, 생활쓰레기 나 비닐 하우스로부터 발생되는 폐기 비닐필름을 효율적으로 탄화 처리하는 경제성을 갖게함과 동시에 수분, 악취,다이옥신류 및 기름 냄새,잔류염소 성분을 제거하여 깨끗한 환경을 유지하며, 저렴한 제작비를 갖게 한 폐기물 탄화장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항1에 기재된 탄화처리장치에 있어서는, 폐기물의 탄화처리 장치에 있어서, 탄화조의 내벽면에 설치되어 상기 탄화조에 수용되는 폐기물에 열을 가하기 위한 열선, 상기 열선이 내부에 설치된 세라믹 화이버 및 상기 세라믹 화이버를 감싸면서 보호하는 스테인레스 스틸판으로 된 원적외선 방사용 제1세라믹 히터; 원적외선 방사용 제1세라믹 히터가 설치된 상기 탄화조의 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 제2히터로 이루어진 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 상기 탄화조의 상벽부로부터 외부와 연락되게 설치된 배기관을 구비하고, 상기 배기관의 최초 배기 도입부에 설치되어 탄화조 내의 피 탄화물로부터 발생되는 수분 제거용 응축기, 상기 응축기를 경유한 배기가스를 처리하는 촉매들을 가열하기 위한 제3히터, 상기 배기관에서 제3히터와 인접된 위치에 순차적으로 설치되어 상기 탄화조로부터 배출되는 매연 중에서 악취, 먼지, 일산화탄소, 다이옥신,잔류염소를 제거하기위한 제1촉매 내지 제4촉매로 이루어진 제1배기 처리부; 상기 배기관에서 상기 제1배기 처리부와의 인접 위치에 설치되어 상기 제1배기 처리부에서 미 처리된 벤젠, 초산 등의 오일 성분을 제거하고자 산성, 연기성 및 중성활성탄들을 순차적으로 설치하여 된 제2배기 처리부;및 상기 배기관의 최종단에 설치되어 상기 제1,제2배기 처리부들을 통과한 배기가스를 수중에 도입시켜 처리하기 위한 물 탱크를 구비하고, 그 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 이온석들로 이루어진 제3배기처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항2 기재의 탄화처리장치는, 청구항1 기재의 탄화처리장치에 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 특징으로 한다.

또 청구항 3에 기재된 탄화처리장치는,청구항1에 있어서,상기 배기관에서 제1배기 처리부와 제2 배기 처리부와의 사이에 상호 연락되게 설치되어 배기 가스의 유동을 원활하게 하기 위한 블로우어 및 배기 가스통을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안은, 원적외선방사용 세라믹 히터로부터 방사되는 다량의 원적외선은 탄화조 내에 투입된 생활쓰레기(유기물)류에 조사되고, 특정의 원적외선을 흡수한 생활쓰레기류는 분자운동을 하면서 열 발생을 함에 의해, 생활 쓰레기류로부터 수분을 증발시키면서 신속히 건조되게 한다.

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.

탄화 처리조에 설치되어있는 교반장치로 생활쓰레기를 잘 교반함으로써, 생활 쓰레기는 고르게 혼합되고, 또한 교반에 따른 이동으로 원적외선 방사 층에 접촉 및 근접하면서 효율적으로 원적외선 조사를 받게 된다.

생활 쓰레기를 교반하는 탈착 가능한 교반 장치를 설치한 탄화처리조의 내면에는, 원적외선 방사용 세라믹 히터(최대온도특성 1000℃)를 설치한 것에 의해, 그 세라믹 히터로부터 직접적으로 방사되는 원적외선 방사열에서 밀폐된 탄화조 내에 투입된 생활쓰레기류를 신속하게 건조시켜 열분해하여 생활 쓰레기류를 탄화시킬 수 있다. 탄화처리 할 경우 교반장치로 대량의 생활쓰레기를 교반하는 것에 의해, 탄화조 내부의 생활쓰레기류도 탄화조의 내벽에 접촉 또는 가까운 거리로 이동시키고, 탄화조에 설치한 세라믹 히터에서 방사한 원적외선이 효과적으로 생활쓰레기류 전체에 달하게 되어 상기에서 설명한 원적외선 효과에 의해 생활쓰레기의 건조, 열분해, 탄화를 효율적으로 할 수 있다.

농업용 비닐하우스에 사용하는 비닐 시트 류와 각종 플라스틱 폐기물을 탄화처리할 경우, 탄화조에 설치되어 있는 탈착 가능한 교반장치를 분리하고, 투입구에 비닐시트 등의 플라스틱 폐기물을 탄화조에 투입하고, 밀폐상태에서 원적외선방사용 세라믹 히터를 가동함에 의해 열 분해하여 탄화시킬수 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 산화되게 처리하고, 이어서 잔류 염소는 최종 단계에 설치된 촉매에 의해서 제거되게 하였다.

촉매장치로 무기물화된 배기가스는 제2배기 처리부에서 기름물질이 제거되고, 그후 제3배기 처리부에서 물 탱크 안에 유입되어 이온화 된후, 거기서 공기 기포장치에 의해서 버블링(Bubbling)되고, 불순물은 수중에 용해, 제거된 후 대기 중으로 방출된다. 상기 제2배기 처리부에 구비되어 기름 등을 제거하는 물질은 산성활성탄, 연기성 활성탄 및 중성 활성탄이 사용된다.

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 세라믹 히터는 탄화조의 내벽에 간단하고 쉽게 설치할 수 있다. 그 결과 원적외선방사 세라믹 히터를 설치하는 탄화조의 제작비용은 이전 알려진 방법과 비교해 절감할 수 있고, 경제적인 가치가 발생한다.

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

도 2는 도1에서 탄화조와 가열 유니트만을 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 제1세라믹 히터

21 : 열선 30 : 탄화물 수분 처리부

36 : 수분 저장통 37 : 제2히터

40 : 교반장치 41 :교반날개

50,80,90 : 제1 내지 제3배기처리부 57a ~ 57d : 제1 내지 제4촉매

82 : 산성 활성탄 84 : 염기성 활성탄

86 : 중성 활성탄 91 : 물탱크

92 : 공기기포 발생기 94 : 이온 석(石)

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 폐기물 탄화장치의 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 관련된 장치의 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 피 탄화물 투입구(14)가 형성되어 있고, 하부에는 탄화물 출구(15)가 형성되며, 내면 전체에는 도1, 도2에 표시된 바와 같이, 1000℃ 정도의 고온 성능을 발휘하는 밴드형태의 원적외선 방사용 제1세라믹히터(26)이 설치되어 있다. 상기 제1세라믹 히터(26)은 도2, 3에 나타나있는 바와 같이, 상기 탄화조(23)의 내벽 면을 둘러 싸도록 설치된 가열 유니트(UNIT)로서, 상기 제1세라믹 히터(26)은 열선(21)의 주위로 세라믹 알루미나(AL₂O₃)40%에 산화규소(SIO₂) 59%의 성분에 세라믹 화이버를 혼합하여 된 단열벽돌 형태이다. 상기 열선(21)이 설치된 세라믹 화이버(28)의 외부는 스테인레스 스틸판(29)을 설치하여 보호하고 있다.상기 열선(21)로는 니크롬선, 칸탈선 등이 사용된다. 상기 예시는 한정 적인 것은 아니고 다른 적당한 전열히터 재(材)이면 어느 것이라도 이용 할 수 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 전동 기어들(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 조절에의해서 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 저장통(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 저장통(36)에 모이게 되는 수분은 그 수분 저장통(36)의 직 하부에 기 배치하고 있는 제2히터(37)에 의해서 가열되면서 증발된다. 상기에서 스테핑 모터들(31a,31b)와 제2히터(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 제1배기처리부로서, 상기 탄화조(23)의 상부(케이스 덮개:12)에 형성된 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 가스 중의 다이옥신을 알려진 산화형 촉매를 이용해 완전처리 할 수 있게 하였다. 또한 상기 제3촉매(57c)의 다음에는 제4촉매(57d)가 설치되어 배기 가스중의 잔류 염소를 제거토록 하였다.

도면부호(53)은 대략 '￢'모양의 산소 공급 관으로, 후술하는 제3히터(54)의 중간 부분에 설치함이 바람직하다. 또한 산소의 공급은 전체 유기량 대비 5 ~ 10%만 공급을 함이 바람직하고, 작동은 운전후 대략 50분 동안 산소를 공급하고, 50분 이후는 자동으로 작동을 중단하는데, 이러한 작동의 제어는 상기 제어판넬(60)으로부터 제어된다.

상기 제3히터(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. 상기 배기관(56)을 통과하는 배기 가스는 열을 갖고 있기 때문에 원활한 배기가 제대로 안되는 경우가 있다. 따라서 배기 가스의 원활한 유동을 위해서는 상기 배기관(56)에 설치된 블로우어(58)을 통하여 그 블로우어(58)과 인접하여 연락되게 설치된 배기 가스통(59)의 내부로 강제 배기 시킬 필요가 있다.

도면부호(80)은 제2배기 처리부로서, 상기 배기 가스통(59)와 연락되게 설치되어 상기 배기 가스통(59)으로부터 유동되는 배기 가스에 함유된 환경 오염물질을 처리한다. 상기 제2배기 처리부(80)은 상기 배기관(56)에 연락되는 상태로 일체화된 틀체(81)의 내부에 밑에서부터 순차적으로 설치된 산성활성탄(82), 연기성 활성탄(84)및 중성활성탄(86)으로 이루어져 있다. 참고로 상기 제1배기 처리부(50)에서 미처리 되지 못하고 배기되는 가스 중의 환경 오염 가스로는 벤젠, 톨루엔, 크시렌, 스티렌, 이황화탄소, 아세톤, 에탄올, 초산, 길초산, 유산, 황화수소, 메틸메타르 캅탄, 황화 디메틸, 트리메틸 아민,모노 메틸아민, 암모니아, 포름알데히드, 아세트 알데히드, 에틸렌, 일산화탄소 등이 있는데, 상기 산성 활성탄(82)에서는 상기 오염물질 중 벤젠, 톨루엔, 크시렌, 스티렌, 이황화탄소, 초산, 길초산, 유산, 황화수소, 메틸메타르 캅탄, 황화 메틸, 황화 디메틸 가스를 제거한다.

상기 연기성 활성탄(84)에서는 상기 산성활성탄(82)에서 처리되지 못한 배기 물질 중 트리메틸 아민,모노 메틸아민, 암모니아 가스를 처리한다.

또한 상기 중성활성탄(86)은 상기 연기성 활성탄(84)에서 처리된 트리메틸 아민,모노 메틸아민, 암모니아를 제외한 모든 가스 즉, 벤젠, 톨루엔, 크시렌, 스티렌, 이황화탄소, 아세톤, 에탄올, 초산, 길초산, 유산, 황화수소, 메틸메타르 캅탄, 황화디메틸, 포름알데히드, 아세트 알데히드, 에틸렌, 일산화탄소 가스를 흡착 처리한다.

도면부호(90)은 제3배기 처리부로서, 상기 제2배기 처리부(80)과 연락되게 설치된 진공펌프(96)에 의해 상기 제2배기 처리부(80)을 통과하면서 여과 처리된 배기 가스를 흡입하여 후술하는 물 탱크(91)의 내부로 도입되게 한다. 상기 물 탱크(91)의 내부에는 물이 가득 수용되며, 아울러 상기 진공펌프(96)에서 연장된 관(98)의 선단에 설치된 공기 기포 발생기(92)가 상기 물 탱크(91)의 수중에 설치되고, 그 상부에 이온석(94)가 배치됨에 의해, 상기 진공펌프(96)에 의해 배출된 가스는 상기 공기 기포 발생기(92)에 의해 산포(散布)되면서 상기 음 이온석(94)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(26,37 ,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), 블로우어 (58), 진공펌프(96)등의 운전을 위한 회로, 예컨대 과열방지회로, 제1 내지 제3 촉매들(57a ~ 57c)의 성능 감시회로 등 필요한 회로도가 여기에 넣어져 있다.

생활쓰레기의 처리를 위해 상기 탄화조(23)의 내벽에 원적외선방사용 세라믹 히터(26)을 설치하고, 상기 탄화조(23)을 밀폐시킨 상태에서 상기 교반날개(41)에 의해 생활 쓰레기류를 잘 교반하면서 탄화조(23)의 내부에 배설된 상기 제1세라믹히터(26)으로서 가열하는 것으로, 그 가열과 원적외선방사열로 생활쓰레기를 효율적으로 건조시키면서 열 분해하여 탄화처리 할 수 있다. 상기 실시 예에 의하면 상기 제1 세라믹 히터(26)을 저렴한 가격으로 내벽에 설치하여 대형 탄화조(23)을 만들 수 있다.

비닐 시트류를 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 효과를 얻기 위해 탄화조(23)의 제1세라믹 히터(26)으로 가열하는 것에 의해, 이 열과 원적외선 방사 열에 의해 탄화조(23)내에 투입된 비닐시트 류는 열분해되어, 최종적으로 탄화하여 소멸시킨다.

생활 쓰레기류, 비닐시트류를 건조, 탄화처리 할 경우 발생하는 수분은 제1배기 처리부(50)의 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 완전산화시켜, 탄산가스, 물, 염소 등 무기물에 분해하여 처리한다. 또한 제4촉매(57d)에 의해서는 상기 제1촉 매(57a)내지 제3촉매(57c)를 통 하면서 미처린 된 배기 가스중의 잔류 염소를 제거한다.

상기 제1배기 처리부(50)에서 미 처리된 가스 즉, 벤젠, 톨루엔, 크시렌, 스티렌, 이황화탄소, 아세톤, 에탄올, 초산, 길초산, 유산, 황화수소, 메틸메타르 캅탄, 황화 디메틸, 트리메틸 아민,모노 메틸아민, 암모니아, 포름알데히드, 아세트 알데히드, 에틸렌, 일산화탄소 등의 가스는 활성탄으로 이루어진 제2배기 처리부(60)에서 처리되고, 상기 제2배기 처리부(60)를 통과한 배기 가스는 최종적으로 제3배기 처리부(90)인 물 탱크(91)에 도입된 후 이온화 처리되어 대기중으로 방출된다.

(1)생활 쓰레기의 경우

대량의 생활 쓰레기류를 투입구(14)에서 원적외선방사용 제1 세라믹 히터 (26)을 갖는 탄화조(23)에 투입하고, 이어서 탄화물 수분 처리부(30)에 의해서 수분을 배출하여 제2히터(37)로서 증발처리 한다. 상기 교반날개(41)로 수분 처리된 생활쓰레기 류를 잘 교반하고, 생활 쓰레기류를 빠짐없이 탄화조(23)의 내벽에 설치한 원적외선방사용 세라믹 화이버(28)에 접촉 혹은 근접하게 이동 시킨다. 상기 세라믹 화이버(28)에 배설된 열선(21)에 의해 상기 탄화조(23)의 피 탄화물인 생활쓰레기류가 가열됨과 동시에 세라믹 화이버(28)로부터 방사되는 원적 외선이 생활 쓰레기류에 조사(照射)되어, 그 생활쓰레기류는 효율적으로 건조, 열분해 되고 최종적으로 탄화된다. 생활쓰레기류가 탄화 될시, 발생하는 증발 성분중 먼지는 제1배기 처리부(50)의 제1촉매(57a)에의해, 또 일산화탄소 등의 유해 가스 등은 제2촉매(57b)에 의해서 제거되며, 상기 제3촉매(57c)에 의해서는 다이옥신 등 난 분해성 유기물을 완전산화시켜, 탄산가스, 물, 염소 등 무기물에 분해하여 처리하며, 제4촉매(57d)에 의해서는 잔류 염소를 제거하고, 벤젠 등의 가스는 제2배기 처리부 (80)에서 여과된 후 방출된다.

(2)비닐 시트 등의 플라스틱 폐기물의 경우

농업용 비닐시트와 같은 것은 교반이 어려우므로, 본 장치의 교반날개(41)을 제거하고, 농업용비닐시트를 투입구(14)에 투입한다. 탄화조(23)의 원적외선방사용 제1세라믹 히터(26)을 구동하여 이때의 열이 탄화조(23)을 가열하고, 동시에 탄화조(23)의 내벽에 설치한 원적외선 방사용 세라믹 화이버(28)로부터 발생되는 원적외선이 비닐시트 등에 조사됨에 의해 비닐시트 등은 효율적으로 열 분해되고 탄화된다. 탄화 조작시 발생하는 부유성 오일 미립자 등의 먼지는 상기 제1배기 처리부(50)인 제1촉매(57a)에서 제거되고, 또 일산화탄소 등의 유해가스 등은 제2촉매(57b)에 의해서 제거되고, 다이옥신등 난분해성 유기물은 제3촉매(57c)에 의해 완전 산화되어 무기물로 산화 분해되고, 잔류 염소는 제4촉매(57d)에 의해서 제거된다. 특히 상기 촉매들에의한 여과는 산소공급관(51)에서 공급되는 공기와 제3히터(54)에서 가열되는 온도에 의하여 보다 효과적으로 처리된다. 무기화 된 증발성분은 블로우어(58)에 의해, 배기가스통(59), 제2배기 처리부(80)의 활성탄을 경유후, 제3배기 처리부(90)의 공기기포 발생기(92)에 의해 물 탱크(91)의 내부로 인도되고, 이온석(94)를 통하여 이온화 된 후 방산된다.

＜운전예>

(1)생활쓰레기탄화처리

ㆍ가열온도 400∼300℃의 열선(21)이 탄화조(23)과 원적외선방사용 세라믹 화이버(28)를 가열한다.

ㆍ교반속도 200∼500rpm

(2) 비닐시트 등의 플라스틱류 탄화처리

①.가열온도 400 ∼ 300℃의 열선(21)이 탄화조(23)과 원적외선방사용 세라믹 화이버(28)을 가열한다. 이 경우 플라스틱류는 탄화경과 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

＜화학식4>

ㆍ제4촉매장치(57d)

아 황산 칼슘의 잔류염소 제거의 화학식예

H₂O

CaSO³→ Ca²⁺+ SO₃ ²⁺

SO₃ ^2-+ ClO → Cl^-+ SO₄ ²⁺

2SO₃ ^2-+ O₂→ 2SO₄ ^2-

이상과 같이, 본 고안에 관련된 생활쓰레기류, 염비시트 등의 플라스틱폐기물 처리장치는 수분처리후, 탄화조의 내벽에 설치한 세라믹 히터에 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 원적외선방사용 세라믹화이버에 이동하여 접촉 혹은 근접시킴으로써 보다 신속하고, 완전하게, 효율적으로 피 처리 물을 건조, 열분해시켜 탄화할 수 있다. 그 결과 본 고안은 다음 효과를 갖는다.

1.탄화조의 내벽에 설치되는 원적외선방사용 세라믹 히터에의해 원적외선방사용 세라믹을 탄화조의 내면에 형성하기 위한 제작 비용을 절약할 수 있다.

2.원적외선방사용 세라믹 히터를 사용하므로써 열원(熱源)가격을 절약할 수 있고,또 원적외선방사용 세라믹 히터에의해 원적외선 방사 면적을 크게할 수 있다.

4.피 처리물을 탄화처리 할 경우 발생하는 연기, 냄새, 저분자 유기물, 난분해형 유기물도 촉매장치에의해 무기물에까지 완전 산화하고, 또한 배기 가스 중의 잔류 염소를 제거할 수 있다.

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

6.처리량이 많은 업무용으로 사용하지만, 산업용으로도 대형화 할수도 있다. 필요에 따라서는 소형화해서 일반가정, 선박등의 탑승용으로도 이용할 수 있다.

7.탄화물에 의한 가스의 완전한 흡착 처리와 아울러 공기기포 발생기에 의하여 배기가스를 물에 보다 빨리용해 시켜서 처리하고, 이온석에 의해서 이온화 함에 의해 보다 환경친화형으로 깨끗하게 처리 할 수 있다.

Claims (3)

1. 폐기물의 탄화처리 장치에 있어서,

   탄화조의 내벽면에 설치되어 상기 탄화조에 수용되는 폐기물에 열을 가하기 위한 열선, 상기 열선이 내부에 설치된 세라믹 화이버 및 상기 세라믹 화이버를 감싸면서 보호하는 스테인레스 스틸판으로 이루어진 원적외선 방사용 제1세라믹히터;

   원적외선 방사용 제1세라믹 히터가 설치된 상기 탄화조의 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 제2히터로 이루어진 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 상기 탄화조의 상벽부로부터 외부와 연락되게 설치된 배기관을 구비하고, 상기 배기관의 최초 배기 도입부에 설치되어 탄화조 내의 피 탄화물로부터 발생되는 수분 제거용 응축기, 상기 응축기를 경유한 배기가스를 처리하는 촉매들을 가열하기 위한 제3히터, 상기 배기관에서 제3히터와 인접된 위치에 순차적으로 설치되어 상기 탄화조로부터 배출되는 매연 중에서 악취, 먼지, 일산화탄소, 다이옥신,잔류염소를 제거하기 위한 제1촉매 내지 제4촉매로 이루어진 제1배기 처리부;

   상기 배기관에서 상기 제1배기 처리부와의 인접 위치에 설치되어 상기 제1배기 처리부에서 미 처리된 벤젠, 초산 등의 오일 성분을 제거하고자 산성, 연기성 및 중성활성탄들을 순차적으로 설치하여 된 제2배기 처리부;및

   상기 배기관의 최종단에 설치되어 상기 제1,제2배기 처리부들을 통과한 배기가스를 수중에 도입시켜 처리하기 위한 물 탱크를 구비하고, 그 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 이온석들로 이루어진 제3배기처리부를 포함하는 폐기물의 탄화장치.
2. 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 탄화장치.
3. 제1항에 있어서,상기 배기관에서 제1배기 처리부와 제2 배기 처리부와의 사이에 상호 연락되게 설치되어 배기 가스의 유동을 원활하게 하기 위한 블로우어 및 배기 통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 탄화장치.