KR20030091556A - 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유유해폐기물의 열적 처리장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마열을 이용하여 병원폐기물 및 중금속함유 유해폐기물을 열분해-용융 처리하는 장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유 유해폐기물의 열적 처리장치는 투입된 폐기물을 플라즈마에 의해 고온으로 열적 처리하는 반응로(1), 상기 반응로(1)에서 배출된 가스로 2차 산성가스 제거장치(8)에서 배출된 가스를 가열하는 열교환기(5), 상기 열교환기(5)에서 배출된 가스와 1차 산성가스 제거장치(7)에서 배출된 가스를 혼합하는 혼합기(6), 상기 혼합기(6)에서 혼합되어 나온 가스에서 산성가스 성분을 일차적으로 제거하는 1차 산성가스 제거장치(7), 상기 1차 산성가스 제거장치(7)에서 배출된 가스 중에서 반응을 일으키지 않고 남은 산성가스 성분을 이차적으로 제거하는 2차 산성가스 제거장치(8), 및 상기 1차 및 2차 산성가스 제거장치(7,8)에 알칼리용액을 공급하도록 되어 있는 알칼리용액 저장탱크(20)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 열적 처리장치에 의하면, 가연성 폐기물을 열분해 처리할 수 있게 되므로 폐기물을 처리하는 데 필요한 열량의 상당 부분을 보완할 수 있으며 열분해되고 남은 무기물을 용융처리하여 슬래그화함으로써 폐기물 처리 시 발생되는 유해 물질을 완전 무해화시킬 수 있게 된다.
Description
본 발명은 플라즈마를 이용한 병원 및 유해폐기물의 열적 처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속적으로 투입되는 폐기물을 2차 연소챔버에서 생성된 가스로 예열 건조시키고 이때 발생하는 열분해 가스를 용융챔버에서 발생한 가스와 반응로 상부에서 혼합함으로써 2차 연소챔버에서 완전 연소시켜서 발생하는 열량으로 폐기물의 건조 및 열분해 반응으로 유도하는 한편, 중금속 함유 무기물을 용융실에서 플라즈마 열을 이용하여 용융시킴으로써 슬래그화하여 외부로 배출하도록 한 플라즈마를 이용한 병원 및 유해폐기물의 열적 처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래 병원 폐기물의 처리 기술은 단순 처리기술과 열적 처리기술로 구분된다. 여기에서 단순 처리방법은 비감염성 폐기물의 부피 감소를 위해 이용하는 방법으로 비닐 및 종이류 등을 컴팩트화 하여 처리하거나 병, 유리제품 등을 잘게 부숴 처리하는 것이며, 열적 처리기술은 열을 이용하여 병원 폐기물이 갖는 감염성을 단순히 제거하거나, 감염성 제거와 함께 폐기물의 무게 및 부피를 크게 감소시키는 처리를 하는 방법을 말한다. 그 중 멸균처리 방식은 가연성 폐기물을 병원 외부에서 처리하기 위하여 운반 또는 수송하는 도중에 병원균 누출에 의한 사고를 방지하거나, 매립처분을 하고자 할 때 사용된다. 멸균처리 방식을 그 종류에 따라 구체적으로 살펴보면, 다음과 같은 것이 있다.
1) 고압증기 살균법(autoclave)
이 방식은 병원균이 함유된 감염성 폐기물(전염성 병균 보균자에게서 배출된 폐기물, 임상병리실에서 발생되는 배지, 혈액백, 초자류, 일회용 실험기구)등의 폐기물을 멸균처리하여 일반폐기물로 배출시키는 데 활용되고 있다.
2)건조열 멸균/열적 비활성화법(dry heat sterization/thermal inactivation)
이 방식은 증기를 사용하지 않으며, 수술기구(금속성), 기름, 파우더, 그리스 등에 적용 가능한 방식이나, 보통 증기멸균법보다 비효율적인 방식으로 알려져 있다. 이 때, 건조열은 오랫동안 의료용품, 의료장치, 의료도구의 멸균을 위해 사용되어 왔는데, 최근에는 감염성 폐기물에 적용되고 있다.
3)화학적 멸균법(chemical disinfection)
이 방식은 감염성 물질들의 멸균을 위해 화학물질을 첨가시킴으로써 이루어진다. 현재 염소, 페놀, 요오드, 암모니아와 알코올류 등을 함유하고 있는 약 3,000개 이상의 멸균제가 보고되고 있다.
4)극초단파 조사법(microwave irradiation)
이 방식은 밀폐된 반응기 안에서 특수 화학물질을 증기화하여 감염성 폐기물내에 존재하는 병원균을 멸균시키는 방식으로서, 멸균에 주로 산화에틸렌(ethyleneoxide), 포름알데히드 등의 화학물질을 사용한다.
위와 같은 멸균법은 낮은 비용으로 운전에 대한 전문성이 없어도 사용 가능한 장점이 있으나 증기 멸균효과는 폐기물의 조성에 따라 적정한 멸균조건이 다르므로 필요 이상의 장시간 멸균을 요하게 되는 문제점이 있었다.
병원폐기물을 열적으로 처리하는 다른 방법으로는 소각 처리방식으로, 병원균 및 유해 화학물질에 대한 높은 처리효율과 폐기물의 높은 감량화로 인해 현재 병원 폐기물을 처리하는 데 가장 많이 사용되고 있는 기술이다. 이러한 병원폐기물 처리용 소각로의 종류에는 다음과 같은 것이 있다.
1) 로터리형
국내 병원 폐기물 소각로는 대부분 이 로터리형이며 회분식 즉, 배치(batch)식 형태를 취한다.
2) 공기조절형(starved air controlled type)
이 소각로는 1차와 2차 연소챔버로 구성되며 1차 연소챔버에 공기공급을 고의로 불충분하게 해주면 폐기물은 완전연소하지 못하고 추후 공정에서 산화될수 있는 CH4와 같은 연료상태로 분해된다. 이러한 연료상태의 가스들이 2차연소 챔버에 공급되면서 공기가 투입되면 공기중의 산소와 결합하여 완전연소하게 된다.
이 소각로는 연속 운전이 가능하며 에너지를 회수할 수 있으므로 연료 소모량이 적다.
3) 회전로(rotary kiln)
이 노는 내화 벽돌로 둘러싸여 있는 원통형 소각로로 회전식 소각로와 2차연소실로 구성되어 있으며, 대규모 처리에 적합하다.
상기와 같은 각종 소각 시스템들은 다양한 소각 처리기술에도 불구하고 처리 시스템의 설치면적이 크고, 2차 오염물질이 발생하는 등 여러 가지 이용 상의 문제점들을 안고 있을 뿐 아니라, 또한, 소각 처리 후 발생하는 소각잔재물을 일반 폐기물처럼 매립지에서 매립을 해야만 하는 이차적인 문제점도 있었다.
이러한 문제점들이 크게 대두되면서 선진국들을 중심으로 플라즈마 기술이 개발되고 있다. 플라즈마는 높게 이온화된 전기적으로 중성인 가스이며 주로 전기에너지를 사용하여 높은 열량을 생성시키는데 그 온도범위가 3,000~10,000 ℃에 이른다. 따라서 플라즈마 공정은 플라즈마 상태가 지니는 높은 온도 분위기로 인해 재래적인 소각 공정에 비해 소규모 장치로서 폐기물을 분해하는 데 이용될 수 있다. 즉, 높은 온도 분위기로 모든 유기물질들을 주로 수소분자나 일산화탄소로 구성된 가스로 분해시킨다. 또한, 무기화합물은 폐기물 내에 존재하는 대부분의 중금속들과 화학적으로 결합되어 미침출 특성을 가지는 실리카 계통의 유리슬래그 속으로 용융된다. 이러한 특성은 최종처분을 위한 전처리나 후처리의 필요성을 없애 주는 특성을 가지고 있다.
따라서, 본 발명도 마찬가지로 위와 같은 종래의 병원폐기물 처리방법에서의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 병원 폐기물과 같은 감염성 폐기물이나 유해중금속을 함유하고 있는 유해 폐기물을 중단 없이 연속적으로 처리할 수 있으며, 폐기물중 무기물은 용융후 슬래그로 만들어져 건축자재 등으로 재활용할 수 있도록 하고, 유기물질을 기체상 연료로 전환하여 반응로에 열량을 공급함으로써 보조연료의 소비량을 감소시키면서도 연소 배가스가 무해 가스로 외부에 배출되도록 함으로써 2차 오염의 발생을 억제할 수 있게 하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열적 처리공정을 개략적으로 나타낸 공정 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 열적 처리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 반응로에서의 폐기물, 연료가스, 용융슬래그의 이동경로를 나타낸 개략도.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명에 따른 반응로의 측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 반응로2 : 열분해챔버
3 : 용융챔버4 : 2차 연소챔버
5 : 열교환기6 : 혼합기
7 : 1차 산성가스 제거장치8 : 2차 산성가스 제거장치
9 : 폐기물 투입장치10 : 폐기물 호퍼
11 : 금속판12 : 플라즈마 토치
13 : 바닥전극14 : 슬래그 배출용 구멍
15 : 슬래그 제거장치16,17 : 팬
18,19 : 반응후 잔류물 수집용 탱크20 : 알칼리용액 저장탱크
21 : 냉각기22 : 굴뚝
100 : 유해폐기물 열적 처리장치
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 투입된 폐기물을 플라즈마에 의해 고온으로 열적 처리하는 반응로, 이 반응로에서 배출된 가스로 2차 산성가스 제거장치에서 배출된 가스를 가열하는 열교환기, 이 열교환기에서 배출된 가스와 1차 산성가스 제거장치에서 배출된 가스를 혼합하는 혼합기, 이 혼합기에서 혼합되어 나온 가스에서 산성가스 성분을 일차적으로 제거하는 1차 산성가스 제거장치, 이 1차 산성가스 제거장치에서 배출된 가스 중에서 반응을 일으키지 않고 남은 산성가스 성분을 이차적으로 제거하는 2차 산성가스 제거장치, 및 이 1차 및 2차 산성가스 제거장치에 알칼리용액을 공급하도록 되어 있는 알칼리용액 저장탱크로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유 유해폐기물의 열적 처리장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 반응로에 공급되는 폐기물중 유기물질은 열분해챔버에서 열분해되고 2차연소챔버에서 완전연소하면서 발생하는 열량으로 폐기물이 놓여있는 금속판을 가열해줌으로써 폐기물을 예열시킨 다음 가스청정장치를 거쳐 외부로 배출되고, 무기물질은 용융챔버에서 용융 슬래그화하여 외부로 배출되도록 한 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 병원 및 중금속함유 유해 폐기물의 열적 처리방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유 유해폐기물의 열적 처리장치를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 열적 처리장치는 도 2에 도면번호 100으로 도시된 바와 같이, 유기성 폐기물을 처리하는 설비로서, 크게 폐기물 투입장치(9), 반응로(1), 열교환기(5), 혼합기(6), 산성가스 제거장치(7,8) 등으로 이루어져 있다.
여기에서, 처리장치(100) 안에 폐기물을 투입하는 데 사용되는 폐기물 투입장치(9)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 반응로(1)의 중상단 벽면에 설치되어 열분해챔버(2)의 입구측으로 연결되어 있으며, 반응로(1) 상단에 설치된 호퍼(10)를 통해 투입되는 폐기물을 푸셔(23)의 왕복운동에 의해 열분해챔버(2) 안으로 투입하도록 되어 있다.
또한, 폐기물 투입장치(9)가 관통 설치된 반응로(1) 내부 상단에는 열분해챔버(2)가 형성되어 있으며, 폐기물 투입장치(9)를 통해 투입된 유기성 폐기물을 열분해시키도록 되어 있고, 반응로(1)의 하부에는 열분해챔버(2)에서 열분해되지 않고 남은 무기물 등을 용융 처리하기 위한 용융챔버(3)가 형성되어 있는데, 이와 같이 열분해챔버(2)와 용융챔버(3)를 통해 유기성 폐기물을 열적으로 처리할 수 있도록 하기 위해 용융챔버(3)의 상면에는 플라즈마 토치(12)가 관통 설치되어 있으며, 용융챔버(3)의 바닥면에 플라즈마 토치(12)와 짝을 이루는 바닥전극(13)이 설치되어 있다. 용융챔버(3)의 열분해챔버(2) 반대쪽 하단 부분에는 용융챔버(3)에서 용융된 슬래그를 외부로 배출하기 위한 슬래그 배출용 구멍(14)이 관통 형성되어 있으며, 슬래그 배출용 구멍(14)의 하단 부분에는 슬래그를 제거하기 위한 슬래그 제거장치(15)가 설치되어 있다. 또한 배출용 구멍(14)의 상단 부분에는 슬래그 배출상황을 관찰할수 있는 관찰구(27)가 있는데 슬래그가 배출중 응고할 경우 이를 용융시켜 제거하기 위한 보조토치를 장착하는 데에도 이용할 수 있다.
그리고, 도 3에 개략적으로 도시되어 있는 것처럼, 반응로(1)의 열분해챔버(2) 외측면에는 2차 연소챔버(4)가 설치되어 용융챔버(3)에서 발생한 가스와 열분해챔버(2)에서 발생한 가스를 혼합하여 완전 연소시키도록 되어 있는데, 2차 연소챔버(4)는 연료가스가 열분해챔버(2) 외곽을 선회하면서 하강할 수 있도록 사이클론 타입으로 제작되는 것이 바람직하다. 열분해챔버(2)내에는 폐기물이 쉽게 용융챔버(3)로 이송될 수 있도록 하기 위해 일정 각도로 경사져 있는 금속판(11)이 있으며, 그 하부에는 도 3 및 도 4 하단에 도시된 것처럼 고온의 가스가 이동할수 있는 매우 큰 채널(24)이 설치되어 있다. 따라서 2차연소챔버(4)에서 완전 연소된 가스가 이곳을 통과하면서 금속판(11) 위의 폐기물을 예열하도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 반응로(1)와 함께 본 발명의 열적 처리장치(100)를 구성하는 열교환기(5)는 도 2에 도시된 바와 같이, 반응로(1)에서 배출되는 가스를 이용해 산성가스 제거장치(8)에서 배출되는 가스를 가열하도록 반응로(1)의 출구측에 설치되어 있고, 송풍팬(16)을 사이에 두고 산성가스 제거장치(8)와 연결되어 있으며, 가열된 가스를 외부로 배출하도록 출구측이 굴뚝(22)에 연결되어 있다.
열교환기(5)에서 배출된 가스와 1차 산성가스 제거장치(7)에서 배출된 가스를 혼합하도록 열교환기(5)의 출구측에 즉, 하류에 설치되어 있는 혼합기(6)는 1차산성가스 제거장치(7)의 입구측에 연결되어 있으며, 열교환기에서 나오는 고온의 가스가 1차 산성가스 제거장치에 공급되는 적정온도 700℃가 되도록 하기 위해 1차 산성가스 제거장치(7)에서 배출되는 가스의 일부를 송풍팬(17)을 이용하여 공급함으로써 혼합되도록 하는 역할을 하고 있다.
혼합기(6)의 하류측에 연결되어 있는 1차 산성가스 제거장치(7, CFA(Cyclone Foam Apparatus)-1)는 혼합기(6)에서 배출되는 가스에서 산성가스 성분을 제거하기 위한 장치로서, 산성가스 제거에 사용되는 알칼리용액을 공급하는 알칼리용액 저장탱크(20)와 연결되어 있으며, 저장탱크(20)로부터 공급되는 알칼리용액과 가스 중의 산성가스 성분이 반응하여 생성된 고형 잔류물을 외부로 배출하기 위해 1차 산성가스제거장치(7)의 하부에 반응 후 잔류물 수집용 탱크(18)가 연결되어 있다.
이 1차 산성가스 제거장치(7)를 통해 미처 제거되지 않은 산성가스 성분을 제거하기 위해 제거장치(7) 출구측에 연결되어 있는 2차 산성가스 제거장치(8, CFA-2)도 마찬가지로 산성가스 제거에 사용되는 알칼리용액이 공급되도록 알칼리용액 저장탱크(20)와 연결되어 있으며, 반응 후 잔류하는 물은 탱크(19)에 일단 저장된다. 그리고 탱크(19) 다음에 연결되어 있는 펌프는 1차 산성가스제거장치(7)와 2차 산성가스 제거장치(8)에 사용된 물을 재공급하여 반응에 필요로 하는 물을 공급하도록 하였다. 이때 2차 산성가스 제거장치(8)에 공급되는 물은 냉각기(21)을 이용하여 35℃정도로 낮추어 공급함으로써 1차 산성가스 제거장치(7)에서 발생한 수증기를 2차 산성가스 제거장치(8)에서 응축되도록 하였다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유 유해폐기물의 열적 처리장치에 의한 열적 처리방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이 폐기물은 폐기물 투입장치(9)를 통하여 반응로(1)의 열분해챔버(2)에 투입되고 전원시스템을 통해 공급되는 전기에너지에 의해 플라즈마 토치(12)를 통하여 고온의 불꽃이 발생되며 고온의 열량에 의해 무기물은 토치(12)와 바닥전극(13)을 통하여 용융되며 슬래그 배출용 구멍(14)을 통하여 반응로(1) 밖으로 배출시킨 다음 슬래그 제거장치(15)를 이용하여 재활용이 가능하도록 수냉 등의 적절한 조치를 취한 후 외부로 배출시킨다. 또한, 이 때 발생되는 고온의 열량을 이용하여 폐기물 중 유기물을 연소시키고 이때 발생되는 연료가스는 2차연소챔버(4)에서 완전연소하면서 발생하는 열량은 채널(24)를 통과하면서 상부 금속판(11)을 가열하여 폐기물을 예열시키고 난 다음, 도 2에서와 같이 열교환기(5)를 통과하면서 2차 산성가스 제거장치(8)로부터 나온 공기를 예열한 후 혼합기(6)로 들어간다. 이 때 1차 산성가스 제거장치(7)로부터 배출되는 가스는 혼합기(6)에서 가스와 혼합된 후 1차 산성가스 제거장치(7)에서 알칼리용액 저장탱크(20)로부터 공급되는 알칼리 용액에 의해 산성 가스성분이 제거된다. 이 때 발생되는 잔류물들은 외부로 배출되어 탱크(18)에 저장된다. 또한 산성가스 제거장치(7)에서 미반응된 가스는 2차 산성가스 제거장치(8)로 공급되면서 알칼리 용액과 반응하게 된다. 이 때 잔류하는 물은 탱크(19)로 배출되며 기체는 45 ~ 60℃ 정도로 송풍팬(16)을 통해 열교환기(5)로 공급되어 200 ~ 240℃로 가열된 다음 굴뚝(22)을 통해 배출되어진다.
설비 중 반응로(1)에 대하여 구체적으로 살펴보면 반응로(1)의 측면도인 도4에 도시된 바와 같이 호퍼(10)에 장입된 폐기물은 푸셔(23)을 통해 반응로(1) 내로 장입된다. 이 때 금속판(11) 위에서 아래 방향으로 이동하면서 장입되는 폐기물은 열분해챔버(2)에서 조절된 공기량에 의해 산소 결핍상태에서 고온 열분해 반응을 일으킨다. 이때 일어나는 반응은
C + O -> CO
C + 2H2-> CH4
으로 흡열반응이 나타나며 반응에 의해 유기물은 CO, CH4등 추후 발열반응으로 많은 양의 열량이 발생할 수 있는 연료로 가스화된다. 이 때 연소되지 않은 무기물들은 소각회의 형태로 금속판(11) 하부에서 용융챔버(3)로 투입된다. 전원 시스템으로부터 공급되는 전기에너지에 의해 토치(12)로부터 발사되는 불꽃에 의해서 용융챔버(3)는 내부를 고온으로 유지하면서 무기물을 용융시킨다. 이 때, 사용되는 토치(12)는 이송식 토치(12)로, 토치(12)에 있는 음극과 바닥전극(13)으로 인하여 발생된 열량이 무기물을 용융 슬래그로 만든다. 이 때 만들어진 슬래그는 슬래그 배출용 구멍(14)을 통해 반응로(1) 외부로 배출된 후 슬래그 배출용 구멍(14) 하부에 배치된 슬래그 배출장치(15)에 의해 반응로(1) 하부로부터 적정한 위치로 이동된다.
한편, 열분해챔버(2)에서 발생한 연료 가스는 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이 용융챔버(3)에서 발생한 가스와 섞여 2차 연소챔버(4)로 주입되면 챔버를 선회하면서 하강하여 완전 연소되도록 유도된다.
C + O2-> CO2
S + O2-> SO2
2H2+ O2-> 2H2O
H2+ Cl2-> 2HCl
위의 반응은 발열반응으로 연료 가스는 온도가 상승하여 많은 열량을 갖게 되며, 2차 연소챔버(4) 하부에 위치한 구멍을 통해서 하강한 후 반응로(1) 바닥에 설치된 채널(24)을 통해 열분해챔버(2) 하부를 통과하면서 열분해챔버(2)에 설치된 폐기물의 운반 통로인 금속판(11)를 가열한다. 이에 따라, 폐기물은 예열되므로 폐기물의 연소 및 용융이 용이하게 일어날 수 있게 된다. 그리고 금속판(11)을 가열한 가스는 채널(24)을 통해 열교환기(5)로 이동한다. 열교환기(5)에서는 2차 산성가스 제거장치(8)로부터 배출되는 공기를 가열한다. 열교환기(5)를 통과한 가스는 혼합기(6)에서 1차 산성가스 제거장치(7)로부터 배출되는 공기와 혼합되어 가스온도가 낮아져 1차 산성가스 제거장치(7)로 공급된다. 이 때, 1차 산성가스 제거장치(7)의 상부로 부터 알카리용액이 공급되어 연료 가스 중에 함유된 산성가스를 제거한다. 이 때
HCl + NaOH -> NaCl + H2O
SO2+ 0.5 O2+ 2NaOH -> Na2SO4+ H2O
2NaOH + CO2-> Na2CO3+ H2O
와 같은 반응이 일어나며 이 반응에 의해 만들어진 고형 잔류물인 NaCl, Na2SO4, Na2CO3등은 1차 산성가스 제거장치(7)의 하부에서 외부로 배출되어 제거된다. 일단 산성 성분이 제거된 연료 가스는 2차 산성가스 제거장치(8)에서 1차 산성가스 제거장치(7)에서와 같이 알카리용액이 공급됨으로써 가스 중에 잔존하는 산성 성분을 완전히 제거하게 된다. 2차 산성가스 제거장치(8)를 통과한 연료 가스는 40 ~ 60℃를 유지하는데 열교환기(5)를 통과하면서 가열되어 200℃ 이상으로 유지된 상태에서 굴뚝(22)을 통해 대기 중으로 배출되어 진다.
위와 같은 방법으로 병원폐기물 및 중금속 함유 폐기물을 처리한 후 배출되는 슬래그 및 배가스의 분석결과는 표 1 및 표 2와 같다.
| 금속류 | EPA 허용농도 (mg/L) | 유해폐기물 처리 후슬래그 내 용출농도 (mg/L) |
| AsCdPbAgBaCrHgSe | 5.01.05.05.0100.05.00.21.0 |
| 오염물질 | 단위 | 배출허용농도 | 처리후 농도 |
| 다이옥신 | ng-TEQ/s㎥ | 0.1 | 0.05이하 |
| HCl | ppm | 50 | 10 |
| CO | ppm | 600 | 20 |
| SOx | ppm | 300 | 10 |
| NOx | ppm | 200 | 80 |
| Dust | ㎎/s㎥ | 100 | 5 |
| 불소화합물 | ppm | 3 | N.D |
| 페놀화합물 | ppm | 10 | 0.04 |
| Hg | ㎎/s㎥ | 5 | N.D |
| As | ppm | 3 | N.D |
| Cd | ㎎/s㎥ | 1 | N.D |
| Pb | ㎎/s㎥ | 5 | N.D |
| Cr | ㎎/s㎥ | 1 | N.D |
이상, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 고형 폐기물의 열적 처리장치 및 그 방법에 의하면, 병원 폐기물 및 중금속을 함유한 유해폐기물을 플라즈마를 이용하여 열적 처리를 할때, 처리공정이 중단되지 않고 연속적으로 진행되므로써 많은 양을 처리할수 있으며, 유해 중금속류를 슬래그내에 완전 고용시켜 무해화처리하므로써 건축자재나 골재등으로 재활용이 가능하고, 배가스에 대한 청정장치를 별도로 구비하지 않아도 효과적으로 처리할 수 있다는 것이다.
Claims (5)
- 투입된 폐기물을 플라즈마에 의해 고온으로 열적 처리하는 반응로(1), 상기 반응로(1)에서 배출된 가스로 2차 산성가스 제거장치(8)에서 배출된 가스를 가열하는 열교환기(5), 상기 열교환기(5)에서 배출된 가스와 1차 산성가스 제거장치(7)에서 배출된 가스를 혼합하는 혼합기(6), 상기 혼합기(6)에서 혼합되어 나온 가스에서 산성가스 성분을 일차적으로 제거하는 1차 산성가스 제거장치(7), 상기 1차 산성가스 제거장치(7)에서 배출된 가스 중에서 반응을 일으키지 않고 남은 산성가스 성분을 이차적으로 제거하는 2차 산성가스 제거장치(8), 및 상기 1차 및 2차 산성가스 제거장치(7,8)에 알칼리용액을 공급하도록 되어 있는 알칼리용액 저장탱크(20)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유 유해폐기물의 열적 처리장치.
- 제1 항에 있어서,상기 반응로(1)는 투입된 폐기물 중 유기물을 열분해시키는 열분해챔버(2), 상기 열분해챔버(2)에서 열분해되고 남은 소각회를 용융시키는 용융챔버(3), 상기 열분해챔버(2) 내의 유기물을 열분해시키고 상기 용융챔버(3)에서 소각회를 용융시키도록 용융챔버(3) 위쪽에 설치되어 있는 플라즈마 토치(12), 및 상기 열분해챔버(2)에서 발생된 열분해 가스를 완전 연소시키는 2차 연소챔버(4)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유 유해폐기물의 열적 처리장치.
- 제2 항에 있어서,상기 반응로(1)에는 상기 2차 연소챔버(4)의 출구측과 연결된 채널(24)이 바닥면에 형성되어 있으며, 상기 채널(24)의 상단에는 상기 채널(24)을 통과하는 2차연소가스에 의해 상기 폐기물 투입장치(9)로부터 투입되는 폐기물을 예열할 수 있도록 금속판(11)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유 유해폐기물의 열적 처리장치.
- 제2 항에 있어서,상기 용융챔버(3)로부터 슬래그가 배출되는 슬래그 배출용 구멍(14)에는 보조용 토치(27)가 더 설치될수 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유 유해폐기물의 열적 처리장치.
- 반응로에 공급되는 폐기물중 유기물질은 열분해챔버(2)에서 열분해되고 2차연소챔버(4)에서 완전연소하면서 발생하는 열량으로 금속판(11)을 가열함으로써 폐기물을 예열시킨 다음 가스청정장치를 거쳐 외부로 배출되고, 무기물질은 용융챔버(3)에서 용융슬래그화하여 외부로 배출되도록 한 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유 유해폐기물의 열적 처리방법.
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| KR10-2002-0029640A KR100489224B1 (ko) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 플라즈마를 이용한 병원폐기물 및 중금속함유유해폐기물의 열적 처리장치 및 그 방법 |
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Cited By (2)
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| WO2009069860A1 (en) * | 2007-11-26 | 2009-06-04 | Korea Institute Of Energy Research | Infectious waste processing apparatus |
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