KR20030018811A - Method and Device for high temperature incineration and thermal decomposition of wastes - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device and method for burning waste is provided to reduce harmful material such as dioxin, nitric oxide and to obtain a stable slag. CONSTITUTION: A device for high temperature burning or heat analyzing of waste comprises a melting furnace(10), a cooler(20), a slag separator(30), a dust collector(40), an acid gas removing device(50). Waste is introduced to the melting furnace, and oxygen is supplied through a lower end of the melting furnace. Slag discharged through a discharge port(11) in lower end of the melting furnace is cooled by the cooler. The slag separator separates metal component from the cooled slag. The dust particles in the gas discharged through the upper part of the melting furnace is collected by the dust collector. The acid gas removing device removes acid material from the gas passed the dust collector.

Description

폐기물 고온 소각 및 열분해 방법 및 그 장치{Method and Device for high temperature incineration and thermal decomposition of wastes}Method and device for high temperature incineration and thermal decomposition of wastes

본 발명은 산업계 폐기물 및 도시 폐기물의 소각 방법과 그 장치에 관련된 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for incineration of industrial waste and municipal waste.

보다 상세하게는 본 발명은 폐기물을 산소를 이용하여 고온에서 용융 소각시키고, 여기서 발생된 가스를 폐기물의 열분해와 예열에 이용하며 최종 배출가스를 연료 또는 화학제품의 원료로 이용할 수 있도록 하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.More specifically, the present invention is a method for melting and incineration waste at high temperature using oxygen, using the generated gas for pyrolysis and preheating of the waste, and the final exhaust gas as a raw material for fuel or chemicals, and its Relates to a device.

종래의 소각 방법은 소각 온도에 따라 저온 소각, 중온 소각, 고온 소각으로분류될 수 있다. 중온 소각은 소각 온도가 대략 1000℃ 부근의 온도에서 운전되며 가장 널리 이용되고 있는 소각방법이다.Conventional incineration methods may be classified into low temperature incineration, medium temperature incineration, and high temperature incineration according to the incineration temperature. Medium temperature incineration is the most widely used incineration method, operating at temperatures of around 1000 ° C.

이 소각 방법에 있어서의 문제점은 소각 후 잔유물인 소각재의 발생량이 많고, 소각재의 성상이 불안전하여 중금속 등 오염물질이 용출 될 수 있는 점과 소각 시 발생하는 가스의 양이 많아 분진, 황화합물, 질소산화물 등 오염물질의 제거에 있어서 비용이 높게 든다는 점이다.The problem with this incineration method is that the amount of incineration ash, which is a residue after incineration, is unstable, so that pollutants such as heavy metals can be eluted due to the instability of the incineration ash, and the amount of gas generated during incineration is high. It is expensive to remove pollutants.

또한 소각 조건이 충분한 산소를 공급한 상태에서 이루어지므로 질소 산화물의 발생과 염소 성분이 함유된 폐기물의 소각 시 다이옥신의 발생이 많아 질 수 있다.In addition, since the incineration conditions are made with sufficient oxygen, the generation of nitrogen oxides and dioxins may be increased during incineration of wastes containing chlorine.

저온 소각은 촉매나 기타 방법을 이용하여 저온에서 연소 시키는 방법이나 특정 분야에서 소규모로 이용되고 있으며 폐기물의 처리에는 이용되지 못하고 있으며 대용량화에 이르지는 못하고 있다.Low temperature incineration is a method of combustion at low temperature using a catalyst or other method, but is used in a small scale in a specific field, it is not used for the treatment of waste and does not lead to a large capacity.

고온 소각은 폐기물을 1300℃에서 2000℃ 정도의 온도에서 소각과 동시에 잔유물을 용융시켜 처리하는 방법으로서 매우 안정한 상태의 소각재를 얻을 수 있어 시멘트 원료나 매립재로서 이용될 수 있고, 소각 시 발생되는 생성가스의 양이 일반 소각 방법에 비교하여 작으므로 오염물질의 제거가 용이한 이점이 있다.High temperature incineration is a method of treating wastes by incineration at the temperature of 1300 ℃ to 2000 ℃ and melting the residues to obtain incineration materials in a very stable state, which can be used as cement raw materials or landfill materials. Since the amount of gas is small compared to the general incineration method, there is an advantage that it is easy to remove contaminants.

그러나 고온을 얻기 위한 방법으로 순수 산소를 투입하거나 보조 연료를 사용함으로써 운전 비용이 높아지는 점과 고온 소각에 따른 질소산화물의 발생이 증가 한다는 점, 고온 취급에 따른 설비비의 증가 등이 문제점으로 지적되고 있다.However, it is pointed out that the operation cost is increased by adding pure oxygen or using auxiliary fuel as a method of obtaining high temperature, the generation of nitrogen oxides increases due to the high temperature incineration, and the increase of the facility cost due to the high temperature handling. .

이러한 문제점들을 해결하기 위한 다양한 소각 방법들이 제시되고 있다.Various incineration methods have been proposed to solve these problems.

한편 염소 성분이 함유된 폐기물의 처리 시 발생되는 다이옥신류는 800℃ 이상의 온도에서는 분해되나 250℃에서 400℃의 온도 영역에서 De Nova 반응에 의하여 재합성된다. 이것은 배가스를 서서히 냉각할 때 일어날 확률이 높다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 배가스의 온도를 급격히 떨어뜨리는 방법들이 제안되고 있으나 이 과정에서 많은 열손실이 발생하는 문제점이 있다.Dioxins generated during the treatment of wastes containing chlorine are decomposed at temperatures above 800 ° C but resynthesized by De Nova reaction at temperatures ranging from 250 ° C to 400 ° C. This is likely to occur when the flue-gas is cooled slowly. In order to solve this problem, a method of rapidly decreasing the temperature of the exhaust gas has been proposed, but there is a problem that a lot of heat loss occurs in this process.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 요구사항에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 다이옥신이나 질소산화물의 생성을 줄일 수 있도록 된 폐기물 고온 소각 및 열분해 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to meet the above requirements, and an object of the present invention is to provide a high-temperature waste incineration and pyrolysis method that can reduce the production of dioxins and nitrogen oxides.

또한, 본 발명은 연소시 발생된 가스와 열을 연료나 화학재료로 재이용할 수 있도록 된 폐기물 고온 소각 및 열분해 방법를 제공함에 또다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a waste high temperature incineration and pyrolysis method that enables the reuse of gases and heat generated during combustion as fuel or chemical materials.

또한, 본 발명은 예열가스의 양을 조절하여 용융소각로 하부의 온도을 일정하게 유지할 수 있도록 된 폐기물 고온 소각 및 열분해 방법을 제공함에 또다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to provide a high-temperature waste incineration and pyrolysis method to adjust the amount of preheating gas to maintain a constant temperature of the bottom of the melting incinerator.

도 1은 본 발명에 따른 폐기물 소각 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a waste incineration apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 용융소각로 20 : 냉각기10: melting incinerator 20: cooler

30 ; 슬래그분리기 40 : 집진기30; Slag Separator 40: Dust Collector

50 : 산성가스제거기50: acid gas remover

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 폐기물 소각 및 열분해 방법은, 폐기물을 산소를 이용하여 고온에서 용융 소각시키고, 여기서 발생된 가스를 폐기물의 열분해와 예열에 이용하며 최종 배출가스를 연료 또는 화학제품의 원료로 이용하여 달성된다.Waste incineration and pyrolysis method of the present invention in order to achieve the object as described above, melt waste incineration at high temperature using oxygen, wherein the generated gas is used for pyrolysis and preheating of the waste and the final exhaust gas is used as fuel or Achieved by using as raw material of chemicals.

이를 위해, 본 발명은 용융소각로 상부를 통해 폐기물을 투입하여 충진시키고, 하부로 산소를 투입하여 폐기물을 용융소각시키는 단계, 용융소각로의 하단을 통해 배출되는 슬래그를 일정온도 이하로 냉각시키는 단계와 냉각된 슬래그에서 금속성분을 분리해내는 단계, 용융소각로 하부의 연소에서 발생된 연소 가스가 용융소각로 상부를 향해 이동하면서 폐기물과 접촉하여 냉각되는 단계, 연소가스에 의해 폐기물을 가열하고 열분해 및 개질 반응을 일으키는 단계, 열분해 및 개질반응 영역에서 발생된 가스에서 입자상 물질을 제거하는 단계, 입자상 물질이 제거된 가스에서 황산화물, 질소산화물, 염소 화합물 등 오염물질이 제거하는 단계, 오염물질을 제거한 가스를 연료 또는 화학제품의 생산 원료나 제철소의 철광석 환원용 가스로 이용하는 단계를 포함하여 이루어진다.To this end, the present invention is the step of filling the waste through the top of the melting incinerator, filling the molten waste by injecting oxygen into the bottom, cooling the slag discharged through the bottom of the melting incinerator below a predetermined temperature and cooling Separating the metal components from the slag, the combustion gas generated from the combustion of the lower part of the melting incinerator is moved toward the upper part of the melting incinerator and cooled in contact with the waste, heating the waste by the combustion gas and performing pyrolysis and reforming reaction. Generating particulate matter, removing particulate matter from the gas generated in the pyrolysis and reforming reaction zone, removing pollutants such as sulfur oxides, nitrogen oxides, and chlorine compounds from the gas from which the particulate matter is removed, and removing the pollutant gas. Or as a raw material for chemical production or as a gas for reducing iron ore in steel mills A comprise.

여기서 열분해 및 개질반응은 최소온도가 600℃ 이상임이 바람직하다.Pyrolysis and reforming reactions are preferably at least 600 ℃.

또한, 본 발명은 열분해 및 개질반응에서 생성된 가스의 일부를 용융소각로 상부에서 폐기물과 직접 접촉시켜 폐기물의 예열과 수분을 제거하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a step of removing the preheating and moisture of the waste by directly contacting a portion of the gas generated in the pyrolysis and reforming reaction with the waste at the top of the melting incinerator.

또한, 본 발명은 상기 가스를 용융소각로 상부에서 인출하여 용융소각로 하부로 투입할 수 있다.In addition, in the present invention, the gas may be withdrawn from the top of the melting incinerator and introduced into the bottom of the melting incinerator.

상기 방법을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 폐기물이 투입되고 하단을 통해 산소가 투입되어 폐기물을 용융시키기 위한 용융소각로와, 용융소각로 하단의 출탕구를 통해 배출되는 슬래그를 냉각처리하기 위한 냉각기, 냉각기를 거친 슬래그에서 금속성분을 분리해내기 위한 슬래그분리기, 용융소각로의 상부 일측을 통해 배출되는 가스를 집진처리하여 입자를 제거하기 위한 집진기, 집진기를 거친 가스에서 황산화물 등의 오염물질을 제거하기 위한 산성가스제거기를 포함하여 이루어진다.The apparatus of the present invention for achieving the above method, the waste is injected and oxygen is introduced through the lower end of the melting furnace for melting the waste, and a cooler for cooling the slag discharged through the hot water outlet of the melting incinerator, A slag separator for separating metal components from the slag that passed through the cooler, a dust collector to remove particles by collecting the gas discharged through the upper side of the melting incinerator, and to remove contaminants such as sulfur oxides from the gas passed through the dust collector. It comprises an acid degassing device for.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 폐기물 소각 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a waste incineration apparatus according to the present invention.

상기한 도면에 의하면, 본 발명의 폐기물 고온 소각 및 열분해 장치는 폐기물이 투입되고 하단을 통해 산소가 투입되어 폐기물을 용융시키기 위한 용융소각로(10)와, 용융소각로(10) 하단의 출탕구(11)를 통해 배출되는 슬래그를 냉각처리하기 위한 냉각기(20), 냉각기(20)를 거친 슬래그에서 금속성분을 분리해내기 위한 슬래그분리기(30), 용융소각로(10)의 상부 일측을 통해 배출되는 가스를 집진처리하여 입자를 제거하기 위한 집진기(40), 집진기(40)를 거친 가스에서 황산화물 등의 오염물질을 제거하기 위한 산성가스제거기(50)를 포함하여 이루어진다.According to the above drawings, the waste high temperature incineration and pyrolysis apparatus of the present invention is a melt incinerator 10 for melting the waste by injecting the oxygen through the bottom and the hot water inlet 11 of the bottom of the melt incinerator 10 Gas discharged through the cooler 20 for cooling the slag discharged through the), the slag separator 30 for separating the metal component from the slag passed through the cooler 20, the upper one side of the melting incinerator 10 Dust collector 40 for removing the particles to remove the particles, the acid gas remover 50 for removing contaminants such as sulfur oxides from the gas passed through the dust collector (40).

여기서 상기 용융소각로(10)는 수직으로 설치되고 내부는 고온 소각 및 용융 영역, 열분해 및 개질 반응 영역, 폐기물 주입 및 예열 영역으로 구분된다.Here, the melting incinerator 10 is installed vertically and the inside is divided into a high temperature incineration and melting zone, pyrolysis and reforming reaction zone, waste injection and preheating zone.

또한, 상기 집진기는 용융소각로(10)의 열분해 및 개질반응영역에 연결되어 열분해 및 개질반응역역에서 발생되는 가스를 집진처리하게 된다.In addition, the dust collector is connected to the pyrolysis and reforming reaction zone of the melting incinerator 10 to collect the gas generated in the pyrolysis and reforming reaction zone.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter will be described the operation of the present invention.

폐기물은 용융소각로(10)의 상부로 투입된다. 폐기물은 산업계 폐기물 및 도시 폐기물 모두 가능하다. 용융소각로(10)에서 폐기물은 완전히 충진된 상태로 운전된다. 용융소각로(10)는 고온 소각 및 용융 영역, 열분해 및 개질 반응 영역, 폐기물 주입 및 예열 영역으로 구분되며 폐기물은 상부에서 하부로 이동되면서 이 세 영역을 통과하면서 처리된다.Waste is introduced into the upper part of the melting incinerator 10. Waste can be both industrial and municipal waste. In the incinerator 10, the waste is operated in a completely filled state. The melting incinerator 10 is divided into a high temperature incineration and melting zone, a pyrolysis and reforming reaction zone, a waste injection and preheating zone, and waste is processed while passing through these three zones while moving from top to bottom.

고온 소각 및 용융영역에서는 폐기물을 연소와 동시에 잔류물을 용융시킨다. 순수산소를 용융소각로(10)의 하부에 투입하여 폐기물을 연소 시킨다. 연소 온도는 1500℃에서 2000℃ 정도로서 이 온도에서는 유기물은 완전 연소되고 철등 금속 성분은 용융 또는 기화되며 회분 역시 용융된 상태로 존재하게 된다. 용융된 금속성분과 회분은 용융소각로(10) 하단에 모이고, 용융소각로(10)의 출탕구(11)를 통해 슬래그 냉각기(20)으로 배출된다. 냉각된 슬래그는 슬래그 분리기(30)로 보내어져 금속 성분과 슬래그로 분리된다.In the high temperature incineration and melting zone, the waste is burned and the residue is melted. Pure oxygen is injected into the lower portion of the melting incinerator 10 to combust the waste. The combustion temperature ranges from 1500 ° C to 2000 ° C. At this temperature, the organics are completely burned, the metal components such as iron are melted or vaporized, and the ash is also molten. The molten metal component and ash are collected at the lower end of the melting incinerator 10 and discharged to the slag cooler 20 through the hot water outlet 11 of the melting incinerator 10. The cooled slag is sent to a slag separator 30 to separate the metal component and slag.

용융소각로(10) 하부의 연소에서 발생된 연소 가스는 용융소각로(10) 상부를 향해 이동하면서 폐기물과 접촉하여 600℃ 까지 냉각된다. 이 과정에서 폐기물은 가열되고 열분해 및 개질 반응이 일어나게 된다. 이 때의 생성물은 분위기 가스 즉 용융소각로(10) 하부의 연소시 생성된 가스의 상태와 유기물의 종류에 따라 다양하나 주성분은 수소와 일산화탄소이다.The combustion gas generated from the combustion in the lower portion of the melting incinerator 10 is cooled to 600 ° C in contact with the waste while moving toward the upper portion of the melting incinerator 10. In this process the waste is heated and pyrolysis and reforming reactions take place. At this time, the product varies depending on the atmosphere gas, that is, the state of the gas generated during combustion of the lower portion of the melting incinerator 10 and the type of organic matter, but the main components are hydrogen and carbon monoxide.

여기서, 분위기 가스중의 산소함량이 높아지게 되면 완전 연소 반응이 일어나게 되어 이산화탄소의 함량이 높아지게 된다. 따라서 용융소각로(10) 하부에 투입되는 산소의 양은 하부의 온도를 1500℃에서 2000℃로 유지할 수 있는 최소한의 양만 투입하는 것이 바람직하다.In this case, when the oxygen content in the atmosphere gas is increased, a complete combustion reaction occurs and the content of carbon dioxide is increased. Therefore, the amount of oxygen injected into the lower portion of the melting incinerator 10 is preferably input only the minimum amount that can maintain the temperature of the lower portion from 1500 ℃ to 2000 ℃.

600℃로 냉각된 열분해 및 개질반응 영역에서 발생된 가스는 집진기(40)로 보내어져 입자상 물질을 제거하고 산성가스 제거기(50)로 보내어져 황산화물, 질소산화물, 염소 화합물 등 오염물질이 제거된다.The gas generated in the pyrolysis and reforming reaction zone cooled to 600 ° C. is sent to the dust collector 40 to remove particulate matter and to the acid gas remover 50 to remove contaminants such as sulfur oxides, nitrogen oxides, and chlorine compounds. .

이렇게 하여 생산된 가스은 오염물질의 함량과 수분의 함량이 낮은 고 발열량 가스로서 연료로서 이용할 수 있다. 또한 생산가스의 주성분이 수소와 일산화탄소로 구성되어 있어 화학제품의 생산 원료나 제철소의 철광석 환원용 가스로 이용될 수도 있다.The gas produced in this way can be used as fuel as a high calorific value gas having a low content of pollutants and moisture. In addition, since the main components of the production gas is composed of hydrogen and carbon monoxide, it may be used as a raw material for the production of chemical products or as a gas for reducing iron ore in steel mills.

열분해 및 개질반응 영역에서 발생한 가스의 일부는 용융소각로(10) 상부로 보내어져 폐기물의 예열에 이용된다. 이 과정에서 폐기물은 예열되면서 폐기물에 함유된 수분이 기화되어 제거되게 되고 200℃ 정도 까지 온도가 떨어지게 되고 용융소각로(10) 상부로 배출되게 된다. 상부에서 배출되는 가스에는 다량의 수분과 일부 유기 가스 성분을 함유하고 있다. 이 가스는 용융소각로(10) 하부로 재 투입된다. 가스에 함유된 수분은 폐기물 중 탄소 성분과 반응하여 수소와 일산화탄소를 만들며, 유기물은 완전 연소된다.Part of the gas generated in the pyrolysis and reforming reaction zone is sent to the upper part of the melting incinerator 10 to be used for preheating the waste. In this process, the waste is preheated, and the moisture contained in the waste is vaporized and removed, and the temperature drops to about 200 ° C. and is discharged to the upper part of the melting incinerator 10. The gas emitted from the top contains a large amount of water and some organic gas components. This gas is fed back into the bottom of the melting incinerator 10. Moisture in the gas reacts with the carbon content in the waste to produce hydrogen and carbon monoxide, and the organics are burned completely.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 폐기물 고온 소각 및 열분해 방법에 의하면, 1500℃에서 2000℃의 고온에서 폐기물을 연소 및 용융 시킴으로써 소각 후 잔류물 중에 중금속 및 유기물의 함량이 낮고 안정된 상태의 슬래그를 얻음으로써 오염물질의 용출이 없어 환경오염을 방지할 수 있으며 슬래그는 시멘트의 원료나 매립자재로서 재활용할 수 있다. 또한 이 온도 영역에서는 대부분의 금속이 용융되므로 철 등 유가금속을 회수할 수 있다. 따라서 제철폐기물, 자동차 페기물 등 금속 성분이 다량함유된 폐기물의 처리에 효과적이다.According to the waste high temperature incineration and pyrolysis method according to the present invention as described above, by burning and melting the waste at a high temperature of 1500 ° C to 2000 ° C to obtain a slag with a low content of heavy metals and organic matter in the residue after incineration and stable state There is no elution of contaminants to prevent environmental pollution, and slag can be recycled as raw material or landfill material for cement. In addition, since most metals are melted in this temperature range, valuable metals such as iron can be recovered. Therefore, it is effective for the treatment of waste containing a large amount of metal such as steel waste and automobile waste.

또한, 질소산화물은 고온에서 연소시 온도가 높아지게됨에 따라 급격히 발생량이 증가하게 된다. 그러나 본 발명의 경우에는 연소시 순수산소를 사용하여 질소를 연소과정에서 없앰으로써 질소산화물의 발생을 억제할 수 있다. 또한 폐기물 중에 함유된 질소 성분은 용융소각로의 중부인 열분해 및 개질반응 영역에서 분해되어 제거됨으로써 용융소각로 하부 연소 영역에서의 폐기물에는 질소성분이 없으므로 질소산화물의 발생이 없게된다.In addition, the amount of nitrogen oxide rapidly increases as the temperature increases during combustion at high temperatures. However, in the present invention, the generation of nitrogen oxides can be suppressed by eliminating nitrogen in the combustion process using pure oxygen during combustion. In addition, the nitrogen component contained in the waste is decomposed and removed in the pyrolysis and reforming reaction zone, which is the central part of the melt incinerator, so that the waste in the combustion zone under the melt incinerator has no nitrogen component, thus eliminating nitrogen oxides.

또한, 폐기물을 완전 소각시키지 않고 연소영역에서 발생된 가스와 열을 이용하여 열분해 및 개질반응을 일으켜 수소와 일산화탄소가 주성분인 고발열량 가스를 얻음으로서 생성된 가스를 정제과정을 거쳐 연료로 재이용하거나 화학제품의 원료, 제철산업의 환원제로서 활용이 가능하게 되어 자원의 회수 및 재활용면에서 본 발명은 유용한 방법이다. 종래의 고온 용융 소각방법과 달리 본 발명에서는 열분해 및 개질반응 영역에서 인출함으로써 생산가스 중의 수분의 함량을 최소화할 수 있게 되어 우수한 성분의 가스를 생산할 수 있게 된다.In addition, the pyrolysis and reforming reaction is carried out using the gas and heat generated in the combustion zone without completely burning the waste to obtain a high calorific value gas mainly composed of hydrogen and carbon monoxide. The present invention can be utilized as a raw material for products and as a reducing agent in the steel industry, and thus the present invention is useful in terms of resource recovery and recycling. Unlike the conventional high temperature melt incineration method, in the present invention, it is possible to minimize the content of water in the production gas by withdrawing from the pyrolysis and reforming reaction zone to produce a gas of excellent components.

또한, 다이옥신류는 배가스를 냉각하는 과정에서 De Nova 반응에 의하여 재합성되는 데, 본 발명에서는 열분해 및 개질반응 영역에서 생산된 가스의 주성분이 수소와 일산화탄소이며 산소 성분이 없는 환원 분위기의 가스로서 냉각을 시켜도 다이옥신의 재합성이 일어나지 않게된다.In addition, dioxins are re-synthesized by De Nova reaction in the process of cooling the exhaust gas. In the present invention, the main components of the gas produced in the pyrolysis and reforming reaction zone are hydrogen and carbon monoxide, and are cooled as a gas of a reducing atmosphere without oxygen. This does not cause dioxin resynthesis.

또한, 폐기물 예열부분에서 폐기물에 함유된 수분을 제거함으로써 폐기물의 단위 발열량을 증가시키고 열분해 및 개질반응 영역에서 생산되는 가스의 질을 높일 수 있게되어 전체적인 효율을 높일 수 있게된다.In addition, by removing the moisture contained in the waste in the preheating of the waste, it is possible to increase the unit calorific value of the waste and to increase the quality of the gas produced in the pyrolysis and reforming reaction zones, thereby increasing the overall efficiency.

또한, 탄소 성분은 800℃ 이상의 온도에서 수분과 반응하여 수소와 일산화탄소를 만든다. 본 발명에서는 예열부분에서 발생된 수분함유 가스를 용융소각로 하부에 주입함으로써 폐기물중의 탄소 성분의 분해를 촉진시킬 수 있게 하였다. 또한 예열가스의 량을 조절하여 용융소각로 하부의 온도가 일정온도로 유지하는 온도 조절 방법으로 이용할 수 있다.In addition, the carbon component reacts with moisture at a temperature of 800 ° C. or higher to form hydrogen and carbon monoxide. In the present invention, by injecting the water-containing gas generated in the preheating portion to the lower portion of the melting incinerator, it is possible to promote the decomposition of the carbon component in the waste. In addition, by adjusting the amount of preheating gas can be used as a temperature control method to maintain the temperature of the lower portion of the melting incinerator at a constant temperature.

Claims (6)

폐기물이 투입되고 하단을 통해 산소가 투입되어 폐기물을 용융시키기 위한 용융소각로와,Melting incinerator for melting waste by inputting waste and oxygen through bottom 용융소각로 하단의 출탕구를 통해 배출되는 슬래그를 냉각처리하기 위한 냉각기,Chiller for cooling slag discharged through tapping hole at the bottom of melting incinerator, 냉각기를 거친 슬래그에서 금속성분을 분리해내기 위한 슬래그분리기,Slag separator for separating metal from slag through cooler, 용융소각로의 상부 일측을 통해 배출되는 가스를 집진처리하여 입자를 제거하기 위한 집진기,Dust collector for removing particles by collecting the gas discharged through the upper one side of the melting incinerator, 집진기를 거친 가스에서 황산화물 등의 오염물질을 제거하기 위한 산성가스제거기Acidic gas remover to remove contaminants such as sulfur oxides from the gas through dust collector 를 포함하는 폐기물 고온 소각 및 열분해 장치.Waste high temperature incineration and pyrolysis apparatus comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 용융소각로는 고온 연소 및 용융영역, 열분해 및 개질반응영역, 폐기물 예열영역으로 구분되고 순수 산소를 용융소각로 하부에 주입하고 1500℃에서 2000℃의 영역에서 운전되는 것을 특징으로 하는 폐기물 고온 소각 및 열분해 장치.According to claim 1, wherein the melting incinerator is divided into high temperature combustion and melting zone, pyrolysis and reforming reaction zone, waste preheating zone, pure oxygen is injected into the lower portion of the incinerator and operated in the region of 1500 ℃ to 2000 ℃ Waste high temperature incineration and pyrolysis unit. 용융소각로 상부를 통해 폐기물을 투입하여 충진시키고, 하부로 산소를 투입하여 폐기물을 용융소각시키는 단계와;Inputting and filling waste through an upper part of the melting incinerator and melting incineration of the waste by introducing oxygen into the lower part; 용융소각로의 하단을 통해 배출되는 슬래그를 일정온도 이하로 냉각시키고, 냉각된 슬래그에서 금속성분을 분리해내는 단계;Cooling the slag discharged through the bottom of the melting incinerator below a predetermined temperature, and separating the metal component from the cooled slag; 용융소각로 하부의 연소에서 발생된 연소 가스가 용융소각로 상부를 향해 이동하면서 폐기물과 접촉하여 냉각되고, 연소가스에 의해 폐기물이 가열하고 열분해 및 개질 반응을 일으키는 단계;The combustion gas generated from the combustion of the lower part of the melting incinerator is cooled in contact with the waste while moving toward the upper part of the melting incinerator, and the waste gas is heated by the combustion gas to cause pyrolysis and reforming reaction; 열분해 및 개질반응 영역에서 발생된 가스에서 입자상 물질을 제거하고, 입자상 물질이 제거된 가스에서 황산화물, 질소산화물, 염소 화합물 등 오염물질을 제거하는 단계;Removing particulate matter from the gas generated in the pyrolysis and reforming reaction zone, and removing contaminants such as sulfur oxides, nitrogen oxides, and chlorine compounds from the gas from which the particulate matter is removed; 오염물질을 제거한 가스를 연료 또는 화학제품의 생산 원료나 제철소의 철광석 환원용 가스로 이용하는 단계Using the contaminant-free gas as a raw material for fuel or chemical production, or as a gas for reducing iron ore in steel mills 를 포함하는 폐기물 고온 소각 및 열분해 방법.Waste high temperature incineration and pyrolysis method comprising a. 제 3 항에 있어서, 상기 열분해 및 개질반응 영역의 온도는 600℃ 이상인 것을 특징으로 하는 폐기물 고온 소각 및 열분해 방법.4. The method for incineration and pyrolysis of waste according to claim 3, wherein the temperature of the pyrolysis and reforming zone is at least 600 占 폚. 제 3 항에 있어서, 열분해 및 개질반응에서 생성된 가스의 일부를 용융소각로 상부에서 폐기물과 직접 접촉시켜 폐기물의 예열 및 수분을 제거하는 것을 특징으로 하는 폐기물 고온 소각 및 열분해 방법.4. The method for high temperature incineration and pyrolysis of waste according to claim 3, wherein a part of the gas generated in the pyrolysis and reforming reaction is directly contacted with the waste at the top of the melting incinerator to remove the preheating and moisture of the waste. 제 5 항에 있어서, 상기 가스가 용융소각로 상부에서 인출되어 용융소각로하부로 재투입되는 것을 특징으로 하는 폐기물 고온 소각 및 열분해 방법.6. The method of high temperature incineration and pyrolysis of waste according to claim 5, wherein the gas is withdrawn from the upper part of the melting incinerator and reintroduced into the lower part of the melting incinerator.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100497188B1 (en) * 2002-09-03 2005-06-23 재단법인 포항산업과학연구원 Detoxification method of dioxins in incineration ashes using slag
CN113701174A (en) * 2021-09-07 2021-11-26 江苏大信环境科技有限公司 Anti-blocking combined process and system for high treatment efficiency of low-concentration VOC tail gas

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06109221A (en) * 1992-09-25 1994-04-19 Yutaka Kimoto Waste burning furnace
KR100317999B1 (en) * 1998-08-10 2002-04-22 윤명조 Oxygen Enriched Waste Incinerator and Incineration Method
EP1048899A4 (en) * 1998-09-11 2004-09-22 Jfeengineering Corp Method and device for melt-treating incineration residue containing salts
JP2000176400A (en) * 1998-12-11 2000-06-27 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Method for treating municipal refuse
KR100309437B1 (en) * 1999-08-23 2001-09-26 윤명조 Stackless waste material renewal process by oxygen enriched gas

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100497188B1 (en) * 2002-09-03 2005-06-23 재단법인 포항산업과학연구원 Detoxification method of dioxins in incineration ashes using slag
CN113701174A (en) * 2021-09-07 2021-11-26 江苏大信环境科技有限公司 Anti-blocking combined process and system for high treatment efficiency of low-concentration VOC tail gas

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