KR200347282Y1 - The apparatus for removal of dioxins/furans and heavy metals in the fly ash formed from wastes incinerator - Google Patents

The apparatus for removal of dioxins/furans and heavy metals in the fly ash formed from wastes incinerator Download PDF

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KR200347282Y1
KR200347282Y1 KR20-2004-0000212U KR20040000212U KR200347282Y1 KR 200347282 Y1 KR200347282 Y1 KR 200347282Y1 KR 20040000212 U KR20040000212 U KR 20040000212U KR 200347282 Y1 KR200347282 Y1 KR 200347282Y1
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천만영
김상범
김태욱
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(주)진공플랜트
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Abstract

본 고안은, 쓰레기 소각로에서 발생된 비산재를 가열처리하여 다이옥신과 중금속을 제거함에 있어서 비산재에 함유된 염화물의 용융 및 이에 따른 염화물의 용기에 대한 융착을 방지하여, 다이옥신과 중금속을 효율적이면서도 경제적으로 제거하는 장치에 관한 것으로서, 비산재 혼합물을 550~750℃의 온도로 가열하기 위한 가열로(10)와; 제 1 연통로(15)를 통해 상기 가열로(10)에 접속되며 그 내부에 다이옥신 제거 촉매(22)가 내장된 촉매연소로(20)와; 제 2 연통로(25)를 통해 상기 촉매연소로(20)에 접속되며 배기가스 중에 잔류하는 미량의 다이옥신 및 중금속을 흡착제거하기 위한 활성탄 흡착탑(30)과; 상기 활성탄 흡착탑(30)에 접속되는 진공펌프(40)로서, 가열로(10)로부터 나온 배기가스를 상기 촉매연소로(20) 및 활성탄 흡착탑(30)을 통해 흡입하여 외부로 배기시키는 진공펌프(40)를 포함하며, 상기 가열로(10)에는 10cm 미만의 높이로 비산재 혼합물이 채워지는 복수의 장입용기(11)가 장입되며, 상기 제 1 및 제 2 연통로(15, 25)는 냉각수가 충전된 냉각실(16, 26)을 관통하도록 부설된 것을 특징으로 한다.The present invention prevents melting of chloride contained in fly ash and consequently fusion to the container of chloride in the removal of dioxins and heavy metals by heating the fly ash generated from the waste incinerator, thereby efficiently and economically removing the dioxins and heavy metals. A heating apparatus 10 for heating a fly ash mixture to a temperature of 550-750 degreeC; A catalytic combustion furnace (20) connected to the heating furnace (10) through a first communication passage (15) and having a dioxin removal catalyst (22) embedded therein; An activated carbon adsorption tower (30) connected to the catalytic combustion furnace (20) through a second communication path (25) for adsorbing and removing a small amount of dioxins and heavy metals remaining in the exhaust gas; As a vacuum pump 40 connected to the activated carbon adsorption tower 30, a vacuum pump for sucking the exhaust gas from the heating furnace 10 through the catalytic combustion furnace 20 and the activated carbon adsorption tower 30 to exhaust to the outside ( 40), wherein the heating furnace 10 is charged with a plurality of charging containers 11 filled with the fly ash mixture to a height of less than 10 cm, the first and second communication passages (15, 25) is a cooling water It is characterized in that it is installed to penetrate the filled cooling chamber (16, 26).

Description

쓰레기 소각로에서 발생되는 다이옥신 및 중금속의 제거를 위한 비산재의 처리장치{The apparatus for removal of dioxins/furans and heavy metals in the fly ash formed from wastes incinerator}The apparatus for removal of dioxins and heavy metals in the fly ash formed from wastes incinerator}

본 고안은 쓰레기의 처리 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 쓰레기 소각로에서 발생된 비산재를 가열처리하여 다이옥신과 중금속을 제거함에 있어서 비산재에 함유된 염화물의 용융 및 이에 따른 염화물의 용기에 대한 융착을 방지하여, 다이옥신과 중금속을 효율적이면서도 경제적으로 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the field of waste treatment, and more particularly, in the removal of dioxins and heavy metals by heating the fly ash generated in the waste incinerator, melting of the chloride contained in the fly ash and thus fusion to the container of the chloride. To prevent and efficiently and economically remove dioxins and heavy metals.

널리 알려진 바와 같이, 쓰레기는 선별, 파쇄 등의 공정을 거친 후 소각로에서 소각되며, 이 소각되는 과정에서 유해물질인 다이옥신이 다량 배출되어진다. 이 다이옥신은 대기중으로 10-20%만이 배출되고, 나머지 대부분은 소각재 또는 비산재에 흡착된다.As is widely known, garbage is incinerated in an incinerator after a process such as sorting and crushing, and in the process of incineration, a large amount of dioxin, a hazardous substance, is discharged. Only 10-20% of this dioxin is released into the atmosphere, most of which is adsorbed by incineration or fly ash.

특히, 비산재는 염화물을 매우 많이 함유한 미립자의 형태로 존재하여 그 안에 함유된 다이옥신 및 중금속의 제거가 매우 힘든 것으로 알려져 있는데, 비산재를 공기 중에서 약 500℃ 이상으로 가열하여 다이옥신과 중금속을 동시에 휘발 제거하고자 하는 경우, 비산재에 함유된 염화물이 용융되어 그 비산재를 담고 있는 용기에 융착되며, 이는 용기의 재사용을 불가능하게 하고 그 다이옥신 또는 중금속의 제거효율을 떨어뜨리는 원인이 되었다.In particular, fly ash is known to exist in the form of fine particles containing a lot of chloride, which makes it difficult to remove dioxins and heavy metals contained therein. The fly ash is heated to about 500 ° C. or higher in air to simultaneously remove volatilization of dioxins and heavy metals. If desired, the chloride contained in the fly ash melts and fuses to the vessel containing the fly ash, which renders it impossible to reuse the vessel and reduces the removal efficiency of the dioxins or heavy metals.

이에 대해, 비교적 저온으로 비산재를 가열처리하는 방법이 종래에 제안되어진 바 있는데, 그 대표적인 것이 '휘발 및 촉매연소법'과 'Hagenmier법'이다.On the other hand, a method of heat-treating fly ash at a relatively low temperature has been proposed in the related art, and representative examples thereof are the volatilization and catalytic combustion method and the Hagenmier method.

'휘발 및 촉매연소법'은, 비산재에 약 400℃의 열풍을 불어넣어 비산재 중의 다이옥신 및 중금속을 휘발시키는 한편, 후단의 촉매 및 활성탄에 의해, 휘발된 다이옥신 및 증금속을 제거하도록 되어 있다.In the volatilization and catalytic combustion method, hot air at about 400 ° C. is blown to fly ash to volatilize dioxins and heavy metals in fly ash, while volatilized dioxins and vaporized metals are removed by a catalyst and activated carbon in the latter stage.

이 '휘발 및 촉매연소법'은 염화물의 용기 융착에 대한 문제점을 어느 정도 해결하였으나, 비교적 낮은 온도로 다이옥신 및 중금속을 휘발시키므로, 처리된 비산재 내의 다이옥신 및 중금속 함량이 상대적으로 크다는 문제점을 갖고 있다.This 'volatilization and catalytic combustion method' has solved the problem of the container fusion of chloride to some extent, but has a problem that the dioxin and heavy metal content in the treated fly ash is relatively high because the volatilization of dioxins and heavy metals at a relatively low temperature.

'Hagenmier법'은 진공 또는 질소 분위기 내에서 비산재를 약 350℃의 저온으로 가열하여 다이옥신을 열분해시키는 방법인데, 이 방법은 다이옥신의 열분해 시간이 길고 중금속의 제거가 불가능하다는 문제점을 가지고 있었다.The Hagenmier method is a method of pyrolyzing dioxins by heating fly ash at a low temperature of about 350 ° C. in a vacuum or nitrogen atmosphere. This method has a problem in that the pyrolysis time of dioxins is long and the removal of heavy metals is impossible.

또한, 종래에는, 비산재에 대해 알루미나 시멘트와 Na3PO4를 각각 10 중량% 및 8 중량%로 혼합하고, 이 혼합물을 거푸집에서 1000kg/cm2의 초고압으로 압축성형하여 그 성형된 펠렛(pellet)에 중금속을 고정한 후, 이를 약 700℃의 온도로 가열하여 펠렛 내의 다이옥신을 열분해하여 제거하는 방법이 제안되어진 바 있다.In addition, conventionally, alumina cement and Na 3 PO 4 are mixed at 10% by weight and 8% by weight with respect to fly ash, and the mixture is compression-molded at an ultrahigh pressure of 1000 kg / cm 2 in formwork to form the pellets. After fixing the heavy metal in the heating method, it has been proposed to pyrolyze and remove the dioxins in the pellet by heating to a temperature of about 700 ℃.

하지만, 이 방법은 자동화가 어렵고 건설비 및 운용비가 너무 커서 실용성이 크게 떨어지는 문제점을 가지고 있었다.However, this method is difficult to automate, construction cost and operation cost is too large has had a problem that the practicality is greatly reduced.

따라서, 본 고안의 목적은, 염화물의 용기 내 융착 없이 고온으로 비산재를 가열처리할 수 있는 가열로를 구비하여, 그 비산재 내의 다이옥신 및 중금속을 동시에 제거하는 한편, 그 가열처리에 의해 휘발된 다이옥신 및 중금속을 가열로 후단에서 정밀하게 제거할 수 있는 비산재 처리장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a heating furnace capable of heat treating fly ash at a high temperature without fusion in a container of chloride, while simultaneously removing dioxins and heavy metals in the fly ash, and dioxins volatilized by the heat treatment. It is to provide a fly ash processing apparatus that can remove the heavy metal precisely at the rear of the furnace.

도 1은 본 고안에 따른 비산재 처리방법을 나타내는 순서도.1 is a flow chart showing a fly ash processing method according to the present invention.

도 2는 쓰레기 소각 시스템을 전체적으로 나타내는 계통도로서, 본 고안에 따른 비산재 처리장치가 그 소각 시스템의 하류측에 마련되어 있는 도면.Fig. 2 is a schematic diagram showing a waste incineration system as a whole, wherein a fly ash processing apparatus according to the present invention is provided downstream of the incineration system.

도 3은 본 고안의 비산재 처리장치를 개략적으로 도시한 단면도.Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing a fly ash processing apparatus of the present invention.

도 4는 도 2 비산재 처리장치에 비산재 혼합물이 채워진 장입용기를 장입하는 상태를 도시한 도면.Figure 4 is a view showing a state in which the charging container filled with the fly ash mixture in Figure 2 fly ash processing apparatus.

도 5는 본 고안에 따라 비산재 처리가 완료된 후 그 부산물인 비산재 혼합물을 디지털 카메라로 촬영하여 도시한 사진도.Figure 5 is a photograph showing the photographing by taking a digital camera of the fly ash mixture as a by-product after the fly ash processing is completed according to the present invention.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은, 도 1에 도시된 바와 같이, 다이옥신 및 중금속의 제거를 위한 비산재의 처리방법을 제공하며, 이 처리방법은, 쓰레기 소각설비에서 배출된 비산재에 흙, 폐콘크리트분, 폐시멘트분으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 또는 1종 이상의 혼합물로 된 혼합제를 총 중량의 20~80중량%가 되게 혼합하는 제 1 단계(S10)와; 상기 제 1 단계에서 혼합된 분말상의 비산재 혼합물을 복수의 장입용기에 각각 10cm 미만의 높이로 채운 후, 그 복수의 장입용기를 가열로에 장입하는 제 2 단계(S20)와; 상기 가열로 내에서 상기 복수의 장입용기 내의 비산재 혼합물을 550~750℃로 가열하여 그 비산재 혼합물에 함유된 다이옥신 및 중금속을 휘발시키는 제 3단계(S30)와; 상기 제 3 단계에서 휘발된 다이옥신 및 중금속을 배기가스와 함께 가열로 외부로 배출시키는 제 4단계(S40)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, as shown in Figure 1, provides a method for the treatment of fly ash for the removal of dioxin and heavy metals, the treatment method, soil, A first step (S10) of mixing a mixture of one or more mixtures selected from the group consisting of waste concrete powder and waste cement powder to 20 to 80% by weight of the total weight; A second step (S20) of filling the plurality of powdered fly ash mixtures mixed in the first step to a height of less than 10 cm in each of the charging containers, and then charging the plurality of charging containers into a heating furnace; A third step (S30) of heating the fly ash mixture in the plurality of charging containers to 550-750 ° C. to volatilize the dioxins and heavy metals contained in the fly ash mixture in the heating furnace; And a fourth step (S40) of discharging the dioxins and heavy metals volatilized in the third step to the outside of the heating furnace together with the exhaust gas.

이 때, 상기 혼합제의 혼합량이 20 중량% 미만인 경우, 가열로 내의 장입용기에 염화물의 융착이 발견되어지며, 그 혼합제의 혼합량이 80 중량%를 초과하는 경우에는, 비산재의 처리양이 상대적으로 너무 적어지는 문제점이 발생된다.At this time, when the mixing amount of the mixture is less than 20% by weight, fusion of chloride is found in the charging container in the heating furnace, and when the mixing amount of the mixture exceeds 80% by weight, the amount of fly ash treated is too large. Less problems arise.

또한, 장입용기에 채워지는 비산재 혼합물의 높이가 10cm 이상인 경우, 비산재의 낮은 열전도성으로 인해 비산재 혼합물의 내부까지 충분한 열처리가 이루어지지 않아 다이옥신 및 중금속의 제거효율이 현저하게 떨어지게 된다.In addition, when the height of the fly ash mixture filled in the charging container is more than 10cm, due to the low thermal conductivity of the fly ash is not sufficiently heat treatment to the inside of the fly ash mixture, the removal efficiency of dioxins and heavy metals is significantly reduced.

한편, 상기 혼합제는 흙, 폐콘크리트분, 폐시멘트분으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 또는 1종 이상의 혼합물로서, 1.18mm 크기의 체눈을 통해 걸러지는 것이 바람직하다.On the other hand, the mixture is one, or a mixture of one or more selected from the group consisting of soil, waste concrete powder, waste cement powder, it is preferable to filter through a 1.18mm size body.

또한, 상기 제 4 단계(S40)에서 배출되는 배기가스는 상기 가열로에 연속적으로 연통되는 촉매연소로 및 활성탄 흡착탑을 거쳐 외부로 배기되며, 상기 촉매연소로에서는 300~400℃의 온도 하에서 자체 내장된 다이옥신 제거 촉매의 작용에 의해 배기가스 중의 다이옥신이 제거되며, 상기 활성탄 흡착탑에서는 배기가스 중에잔류하는 미량의 다이옥신 및 중금속이 흡착되어지는 것이 바람직하다.In addition, the exhaust gas discharged in the fourth step (S40) is exhausted to the outside through the catalytic combustion furnace and the activated carbon adsorption column continuously connected to the heating furnace, the catalyst combustion furnace is built in itself under a temperature of 300 ~ 400 ℃ It is preferable that the dioxins in the exhaust gas are removed by the action of the dioxins removal catalyst, and in the activated carbon adsorption column, trace amounts of dioxins and heavy metals remaining in the exhaust gas are adsorbed.

이 때, 상기 촉매연소로의 처리온도가 300℃ 미만인 경우, 배기가스의 다이옥신 제거량이 현저하게 감소되며, 상기 촉매연소로의 처리온도가 400℃를 초과하는 경우에는, 열 피로 현상으로 인한 다이옥신 제거 촉매의 수명단축이 야기되어진다.At this time, when the treatment temperature to the catalytic combustion is less than 300 ℃, the dioxin removal amount of the exhaust gas is significantly reduced, when the treatment temperature to the catalytic combustion exceeds 400 ℃, dioxins due to thermal fatigue phenomenon Shortening the life of the catalyst is caused.

또한, 본 고안은 다이옥신 및 중금속의 제거를 위한 비산재의 처리장치를 제공하며, 이 처리장치는, 비산재 혼합물을 550~750℃의 온도로 가열하기 위한 가열로와; 제 1 연통로를 통해 상기 가열로에 접속되며 그 내부에 다이옥신 제거 촉매가 내장된 촉매연소로와; 제 2 연통로를 통해 상기 촉매연소로 접속되며 배기가스 중에 잔류하는 미량의 다이옥신 및 중금속을 흡착제거하기 위한 활성탄 흡착탑과; 상기 활성탄 흡착탑에 접속되는 진공펌프로서, 가열로로부터 나온 배기가스를 상기 촉매연소로 및 활성탄 흡착탑을 통해 흡입하여 외부로 배기시키는 진공펌프를 포함하며, 상기 가열로에는 10cm 미만의 높이로 비산재 혼합물이 채워지는 복수의 장입용기가 장입되며, 상기 제 1 및 제 2 연통로는 냉각수가 충전된 냉각실을 관통하도록 부설된 것을 특징으로 한다.The present invention also provides an apparatus for treating fly ash for removal of dioxins and heavy metals, the apparatus comprising: a heating furnace for heating the fly ash mixture to a temperature of 550 to 750 ° C; A catalytic combustion furnace connected to the heating furnace via a first communication passage and having a dioxin removal catalyst embedded therein; An activated carbon adsorption tower connected to the catalytic combustion via a second communication path to adsorb and remove trace amounts of dioxins and heavy metals remaining in the exhaust gas; A vacuum pump connected to the activated carbon adsorption tower, comprising a vacuum pump for sucking the exhaust gas from the heating furnace through the catalytic combustion furnace and the activated carbon adsorption tower and exhausting the exhaust gas to the outside. A plurality of charging containers to be filled is charged, characterized in that the first and second communication passages are installed to pass through the cooling chamber filled with the cooling water.

여기에서, 상기 가열로는 그 하단에 마련된 장입도어에 의해 개폐되어지도록 되어 있어, 상기 복수의 장입용기가 아래에서 위로 장입되어지며, 상기 제 1 및 제 2 연통로는 그 곳을 흐르는 배기가스가 상기 냉각실에 의해 충분히 냉각되도록 코일형태로 마련되어지는 것이 바람직하다.Here, the heating furnace is to be opened and closed by a charging door provided at the lower end, the plurality of charging vessel is charged from the bottom up, the first and second communication passage is exhaust gas flowing there It is preferable that the cooling chamber is provided in the form of a coil so as to be sufficiently cooled.

이제, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안의 바람직한 실시예가 상세하게 설명될 것이다.Now, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 쓰레기의 소각시스템(B)을 나타내는 계통도로서 그 소각시스템(B)의 하류에 비산재 처리장치(1)가 설치되어 있다.2 is a system diagram showing the waste incineration system B, and a fly ash processing apparatus 1 is provided downstream of the incineration system B. As shown in FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 선별 및 파쇄된 쓰레기는 투입호퍼를 통해 쓰레기 소각로(B1)에 장입되고, 그 소각로(B1)에 장입된 쓰레기는 고열에 의해 소각된다. 소각으로 발생된 바닥재(bottom ash)는 바닥재 배출장치(B2)를 통해 바닥재 벙커(B3)로 배출되어진다.As shown in FIG. 2, the sorted and crushed waste is charged to the waste incinerator B1 through an input hopper, and the waste charged to the incinerator B1 is incinerated by high heat. The bottom ash generated by incineration is discharged to the bottom ash bunker B3 through the bottom ash discharge device B2.

한편, 쓰레기의 소각으로 발생된 배가스는 가스냉각탑(B4), 공기예열기(B5), 반건식 반응탑(B6), 백필터(B7), SCR 촉매탑(B8), 열교환기(B9), 그리고 유인송풍기(B10)를 연속적으로 거친 후 굴뚝(B11)을 통해 외부로 배출되어진다.Meanwhile, the waste gas generated by incineration of waste is gas cooling tower (B4), air preheater (B5), semi-dry reaction tower (B6), bag filter (B7), SCR catalyst tower (B8), heat exchanger (B9), and induction After passing through the blower (B10) continuously is discharged to the outside through the chimney (B11).

이 때, 상기한 반건식 반응탑(B6) 및/또는 백필터(B7)에서는 다량의 중금속과 다이옥신이 함유된 비산재(f)가 배출된다. 이 때, 도 2에서 미설명된 도면부호 B12 및 B13은 각각 소석회 저장소와 덕트버너이다.At this time, the fly ash (f) containing a large amount of heavy metals and dioxins is discharged from the semi-dry reaction tower (B6) and / or bag filter (B7). In this case, reference numerals B12 and B13, which are not described in FIG. 2, represent the slaked lime reservoir and the duct burner, respectively.

상기한 비산재(f)는 흙, 폐콘크리트분 또는 폐시멘트분으로부터 선택된 혼합제(a)와 혼합된 채 본 고안에 따른 비산재 처리장치(1)에 의해 바람직하게 처리되며, 이 처리장치는 도 3에 가장 잘 도시되어 있다.The fly ash (f) is preferably treated by the fly ash treatment device 1 according to the present invention while being mixed with a mixture (a) selected from soil, waste concrete powder or waste cement powder. Best illustrated.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 비산재 처리장치(1)는 전체적으로, 가열로(10)와, 촉매연소로(20)와, 활성탄 흡착탑(30)과, 진공펌프(40)를 포함한다. 그리고, 상기 가열로(10)와 촉매연소로(20)의 사이 및 상기 촉매연소로(20)와 상기 활성탄 흡착탑(30) 사이에는 제 1 및 제 2 연통로(15, 25)가 마련되며, 그 제 1 및제 2 연통로(15, 25)는 냉각수가 충전되는 냉각실들(16, 26)에 의해 각각 둘러싸여 있다.As shown in FIG. 3, the fly ash treatment apparatus 1 of the present embodiment includes a heating furnace 10, a catalytic combustion furnace 20, an activated carbon adsorption tower 30, and a vacuum pump 40. . In addition, first and second communication paths 15 and 25 are provided between the heating furnace 10 and the catalytic combustion furnace 20, and between the catalytic combustion furnace 20 and the activated carbon adsorption tower 30. The first and second communication paths 15 and 25 are respectively surrounded by cooling chambers 16 and 26 filled with cooling water.

본 실시예의 가열로(10)는, 이하 상세히 설명될 비산재 혼합물을 약 550~750℃의 온도로 가열하기 위한 전기로로서, 복수의 장입용기(11)가 그 장입용기(11)들을 층층이 거치하는 거치선반(12)에 거치된 상태로 장입되어지는 것을 허용하고 있다. 이 때, 장입용기(11)들은, 스테인레스 소재, 바람직하게는 SUS 316L 소재로 제조된 것으로서, 장입도어(13) 위쪽에 층층이 쌓아 올려진 채 그 장입도어(13)가 상기 가열로(10)의 하단에서 닫혀지는 것에 의해 가열로(10) 내로 장입된다(도 4 참조).The heating furnace 10 of the present embodiment is an electric furnace for heating the fly ash mixture, which will be described in detail below, at a temperature of about 550 to 750 ° C., in which a plurality of charging containers 11 mount the charging containers 11 through a layer layer. It is allowed to be charged while mounted on the shelf 12. At this time, the charging container 11 is made of a stainless material, preferably SUS 316L material, the charging door 13 of the heating door 10 of the heating door 10 with a layer layer stacked on top of the charging door 13 It is charged into the furnace 10 by closing at the bottom (see FIG. 4).

또한, 촉매연소로(20)는 가열로에서 나온 배기가스를 제 1 연통로(15)를 통해 받아들여 그 배기가스 내의 다이옥신 및 중금속을 제거하는 작용을 하는 부분이며, 세라믹 소재의 단열벽(21)에 의해 단열구조를 이루는 동시에 배기가스의 경로에 상응하게 격자형의 다이옥신 제거 촉매(22)가 내장되어진 구조를 이루고 있다.In addition, the catalytic combustion furnace 20 receives the exhaust gas from the heating furnace through the first communication passage 15 and removes dioxins and heavy metals in the exhaust gas. In addition to forming a heat insulating structure by), a lattice-shaped dioxin removal catalyst 22 is formed to correspond to the path of the exhaust gas.

이 때, 제 1 연통로(15)는 코일형태로 마련되어 냉각수를 담고 있는 제 1 냉각실(16)에 의해 그 주변이 둘러싸여 있는데, 그 코일형태는 배기가스의 냉각효율을 크게 상승시켜 준다. 또한, 상기 제 1 냉각실(16)은 냉각수의 투입 및 배출이 이루어지는 투입구 및 배출구가 각각 마련되어 있는데, 그 투입구와 배출구가 통상의 개폐밸브에 의해 닫혀질 수 있음은 물론이고 냉각수를 순환시키는 수단에 연결되어질 수도 있다.At this time, the first communication path 15 is provided in the form of a coil and is surrounded by the first cooling chamber 16 containing the cooling water. The coil form greatly increases the cooling efficiency of the exhaust gas. In addition, the first cooling chamber 16 is provided with an inlet and an outlet through which the coolant is introduced and discharged, respectively, the inlet and the outlet of which can be closed by a normal on-off valve as well as means for circulating the coolant. It may be connected.

한편, 상기 활성탄 흡착탑(30)은 제 2 연통로(25)를 통해 촉매연소로(20)에접속되어 있으며, 그 내부에는 촉매연소로(20)에서 미연소된 배기가스 중의 중금속 및 다이옥신을 흡착하여 제거하는 활성탄이 충전되어 있다.On the other hand, the activated carbon adsorption tower 30 is connected to the catalytic combustion furnace 20 through the second communication passage 25, the inside of the adsorption of heavy metals and dioxins in the unburned exhaust gas from the catalytic combustion furnace 20 Activated carbon is removed.

이 때, 상기한 제 2 연통로(25)도 앞서 설명한 제 1 연통로(15)와 마찬가지로 코일형태를 이루는 한편, 냉각수를 담고 있는 제 2 냉각실(26)에 의해 둘러싸여져 있다. 여기에서, 제 2 냉각실(26)의 기능 및 구조는 앞서 언급한 제 1 냉각실(16)과 같은 구조 및 기능을 가지므로 그 설명이 생략된다.At this time, the second communication path 25 described above also forms a coil like the first communication path 15 described above, and is surrounded by the second cooling chamber 26 containing the cooling water. Here, the function and structure of the second cooling chamber 26 have the same structure and function as the above-mentioned first cooling chamber 16, and thus description thereof is omitted.

또한, 상기 활성탄 흡착탑(30)의 상단에는 가열로(10)로부터 촉매연소로(20) 및 활성탄 흡착탑(30)을 거쳐 배기가스를 흡입하여 외부로 배기하기 위한 진공펌프(40)가 마련되어 있는데, 이 진공펌프(40)는 가열로(10), 촉매연소로(20) 그리고 활성탄 흡착탑(30) 내부에 부압이 걸리게 하여 유해물질이 외부로 빠져나가는 것을 보다 엄격히 제어한다.In addition, the upper end of the activated carbon adsorption tower 30 is provided with a vacuum pump 40 for sucking the exhaust gas through the catalytic combustion furnace 20 and the activated carbon adsorption tower 30 from the heating furnace 10 to exhaust to the outside, The vacuum pump 40 is subjected to a negative pressure in the heating furnace 10, the catalytic combustion furnace 20 and the activated carbon adsorption tower 30 to more strictly control the escape of harmful substances to the outside.

이제, 상기한 비산재 처리장치(1)를 이용한 비산재 처리방법을 도 1에 도시된 각 단계별로 구체적으로 설명하고자 한다.Now, a fly ash processing method using the fly ash processing apparatus 1 described above will be described in detail for each step shown in FIG. 1.

<제 1단계; 혼합단계(S10)><First step; Mixing Step (S10)>

먼저, 통상의 흙을 #16(체눈 크기 1.18mm)의 골재체로 체질하여 입경 1.18mm 미만의 분말상 혼합제를 준비하였다.First, the ordinary soil was sieved to an aggregate of # 16 (eye size 1.18 mm) to prepare a powdery mixture having a particle size of less than 1.18 mm.

또한, 소각설비에서 배출된 비산재의 중금속 농도 및 다이옥신 잔류 농도를 측정하였는데, 본 실시예에서 비산재의 다이옥신 잔류농도는 562.4 pg-iTEQ/g로 나타났고 비산재 중의 중금속은 Pb 67.6ppm, Cd 0.1ppm, Cu 0.5ppm, As 0.0013ppm, Hg 0.001ppm이 검출되었다.In addition, the heavy metal concentration and dioxin residual concentration of fly ash discharged from the incineration plant were measured. In this example, the residual dioxin concentration of fly ash was 562.4 pg-iTEQ / g and the heavy metals in fly ash were Pb 67.6ppm, Cd 0.1ppm, 0.5 ppm of Cu, 0.0013 ppm of As, and 0.001 ppm of Hg were detected.

그 후, 준비된 혼합제와 비산재를 서로 혼합하여 비산재 혼합물을 조제하였는데, 비산재 혼합물의 총 중량에 대한 혼합제의 혼합비는 28 중량%가 되도록 하였다.Thereafter, the prepared mixture and the fly ash were mixed with each other to prepare a fly ash mixture, with the mixing ratio of the mixture to the total weight of the fly ash mixture being 28% by weight.

<제 2 단계; 장입단계(S20)><Second step; Charging step (S20)>

제 1 단계에서 얻어진 비산재 혼합물을 SUS 316L 소재로 이루어진 복수의 장입용기에 각각 5cm 높이로 나누어 채운 후 그 복수의 장입용기를 층층이 배열하여 산화 분위기의 가열로(전기로) 내로 장입하였다.The fly ash mixture obtained in the first step was filled with a plurality of charging containers made of SUS 316L, each having a height of 5 cm, and then charged into the heating furnace (electric furnace) of an oxidizing atmosphere with a plurality of layered layers.

<제 3 단계; 가열단계(S30)><Third step; Heating stage (S30)>

상기한 가열로 내의 온도를 대기압 하에서 700℃까지 상승시킨 후, 약 30 분 동안 그 온도를 유지하여, 장입용기에 채워진 비산재 혼합물을 가열한다.The temperature in the furnace is raised to 700 ° C. under atmospheric pressure and then maintained at that temperature for about 30 minutes to heat the fly ash mixture filled in the charging vessel.

여기에서, 다이옥신의 비등점은 315~537℃ 이므로, 비산재 혼합물 내에 함유된 다이옥신은 대부분 휘발된다.Here, since the boiling point of dioxins is 315-537 degreeC, the dioxins contained in a fly ash mixture mostly volatilize.

<제 4 단계; 배기 및 배기가스 중의 다이옥신 및 중금속의 제거단계(S40)><Fourth step; Removal of Dioxin and Heavy Metals in Exhaust and Exhaust Gas (S40)>

제 3 단계를 마친 후, 진공펌프를 가동시켜, 가열로 내의 배기가스를 위쪽의 후단으로 흡입한다.After completing the third step, the vacuum pump is operated to suck the exhaust gas in the furnace to the rear end of the upper portion.

이 때, 상기 배기가스는 제 1 연통로를 따라 촉매연소로를 향해 흐르는데, 그 흐르는 과정에서 제 1 연통로 주변의 냉각실에 의해 냉각되어지며, 이는 다이옥신의 재합성을 막아주는 기능을 한다.At this time, the exhaust gas flows along the first communication path toward the catalytic combustion furnace, and in the course of the flow, the exhaust gas is cooled by a cooling chamber around the first communication path, which serves to prevent resynthesis of dioxins.

본 실시예에서, 상기 촉매연소로는 약 350℃로 유지되며, 촉매연소로 내의 다이옥신 제거 촉매에 의해 배기가스 내에 잔류하는 다이옥신이 연소되는 한편, 그촉매연소로의 유지온도에 의해 휘발성이 큰 납, 비소, 카드뮴, 수은 등의 중금속이 제거된다.In the present embodiment, the catalytic combustion furnace is maintained at about 350 ℃, dioxin remaining in the exhaust gas is burned by the dioxin removal catalyst in the catalytic combustion furnace, while the lead is highly volatile by the holding temperature of the catalytic combustion furnace Heavy metals such as arsenic, cadmium and mercury are removed.

촉매연소로를 거친 배기가스는 상기한 진공펌프에 의해 활성탄 흡착탑 내로 흐르며, 상기 활성탄 흡착탑 내에서는 그 배기가스 중에 잔류하는 미량의 다이옥신 및 중금속이 활성탄에 흡착되어진다.The exhaust gas that has passed through the catalytic combustion furnace flows into the activated carbon adsorption tower by the vacuum pump, and in the activated carbon adsorption tower, trace amounts of dioxins and heavy metals remaining in the exhaust gas are adsorbed onto the activated carbon.

<시험예><Test Example>

상기한 제 4 단계까지 완료된 후, 가열로를 열어 비산재 혼합물을 채취하여, 그 비산재 혼합물 내의 다이옥신 및 중금속의 잔류농도를 측정하였다.After the fourth step was completed, a fly ash was opened to collect the fly ash mixture, and the residual concentration of dioxins and heavy metals in the fly ash mixture was measured.

아래의 표 1은 비산재 혼합물을 700℃로 가열하기 전, 후에 측정된 다이옥신의 잔류농도와, 상기한 제 4 단계를 거치면서 배기되는 대기 중의 다이옥신 농도를 나타낸다.Table 1 below shows the residual concentration of dioxins measured before and after heating the fly ash mixture to 700 ° C., and the concentration of dioxins in the atmosphere exhausted through the fourth step described above.

가열온도(℃)Heating temperature (℃) 가열시간(분)Heating time (minutes) 비산재 중 의다이옥신 농도(pg-iTEQ/g)Dioxin concentration in fly ash (pg-iTEQ / g) 제거율(%)% Removal 대기 중 농도(pg-iTEQ/Sm3 Atmospheric concentration (pg-iTEQ / Sm 3 비고Remarks 700700 3030 가열 전Before heating 가열 후After heating 100100 0.0070.007 독일 농토 중 다이옥신허용농도5 pg-iTEQ/gDioxin allowable concentration in German farmland5 pg-iTEQ / g 562.4562.4 00

아래의 표 2는 비산재 혼합물을 700℃로 가열하기 전, 후에 측정된 중금속의 잔류농도를 나타낸다.Table 2 below shows the residual concentration of heavy metals measured before and after heating the fly ash mixture to 700 ° C.

항목Item Pb(ppm)Pb (ppm) Cr(ppm)Cr (ppm) Cd(ppm)Cd (ppm) Cu(ppm)Cu (ppm) As(ppm)As (ppm) Hg(ppm)Hg (ppm) 가열전 비산재중의 잔류농도Residual concentration in fly ash before heating 67.667.6 00 0.10.1 0.50.5 1.51.5 0.0050.005 가열후 비산재 혼합물 중의 잔류농도Residual concentration in fly ash mixture after heating 0.0050.005 00 0.10.1 0.020.02 0.00060.0006 00

상기한 표 1 및 표 2의 결과로부터 본 실시예의 비산재 처리방법이 비산재 중에 함유된 다량의 중금속 및 다이옥신을 제거함을 알 수 있었다.From the results of Table 1 and Table 2, it was found that the fly ash treatment method of this example removes a large amount of heavy metals and dioxins contained in the fly ash.

한편, 도 4는 상기한 실시예의 제 4 단계까지 완료된 상태에서 가열로를 열고 비산재 혼합물을 채취하여 디지털 카메라로 촬영한 사진도이며, 도 4를 통해, 본 실시예에 따라 처리된 비산재 혼합물에는 염화물의 용융에 의한 융착이 발견되지 않음을 알 수 있다.On the other hand, Figure 4 is a photographic picture taken with a digital camera by opening the heating furnace in the state completed to the fourth step of the above-described embodiment, through Figure 4, through the fly ash mixture treated in accordance with the present embodiment through the chloride It can be seen that no fusion due to melting of was found.

상술한 바와 같이, 본 고안은 장입용기에 대한 염화물의 융착 없이 다이옥신과 중금속을 비산재로부터 제거할 수 있고 그 제거효율이 종래의 비산재 처리방법과 비산재 처리장치에 비해 훨씬 우수하다는 효과를 갖는다.As described above, the present invention can remove dioxins and heavy metals from fly ash without fusion of chloride to the charging container, and the removal efficiency thereof is much superior to conventional fly ash processing methods and fly ash processing apparatus.

또한, 본 고안은 간단한 가열처리로 비산재 중의 중금속과 다이옥신을 대부분 제거함과 동시에 그 가열처리에 의해 배기가스 중에 함유된 중금속과 다이옥신 또한 크게 제거할 수 있다는 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect of removing most of the heavy metals and dioxins in fly ash by a simple heat treatment and at the same time can also greatly remove the heavy metals and dioxins contained in the exhaust gas by the heat treatment.

본 고안은 비산재 중의 중금속과 다이옥신을 간단하면서도 저렴한 방식으로 제거할 수 있고 모든 과정을 자동화할 수 있다는 이점을 갖는다.The present invention has the advantage of being able to remove heavy metals and dioxins in fly ash in a simple and inexpensive manner and automate the whole process.

Claims (2)

비산재 혼합물을 550~750℃의 온도로 가열하기 위한 가열로(10)와;A heating furnace 10 for heating the fly ash mixture to a temperature of 550 to 750 ° C; 제 1 연통로(15)를 통해 상기 가열로(10)에 접속되며 그 내부에 다이옥신 제거 촉매(22)가 내장된 촉매연소로(20)와;A catalytic combustion furnace (20) connected to the heating furnace (10) through a first communication passage (15) and having a dioxin removal catalyst (22) embedded therein; 제 2 연통로(25)를 통해 상기 촉매연소로(20)에 접속되며 배기가스 중에 잔류하는 미량의 다이옥신 및 중금속을 흡착제거하기 위한 활성탄 흡착탑(30)과;An activated carbon adsorption tower (30) connected to the catalytic combustion furnace (20) through a second communication path (25) for adsorbing and removing a small amount of dioxins and heavy metals remaining in the exhaust gas; 상기 활성탄 흡착탑(30)에 접속되는 진공펌프(40)로서, 가열로(10)로부터 나온 배기가스를 상기 촉매연소로(20) 및 활성탄 흡착탑(30)을 통해 흡입하여 외부로 배기시키는 진공펌프(40)를 포함하며,As a vacuum pump 40 connected to the activated carbon adsorption tower 30, a vacuum pump for sucking the exhaust gas from the heating furnace 10 through the catalytic combustion furnace 20 and the activated carbon adsorption tower 30 to exhaust to the outside ( 40), 상기 가열로(10)에는 10cm 미만의 높이로 비산재 혼합물이 채워지는 복수의 장입용기(11)가 장입되며,The heating furnace 10 is charged with a plurality of charging container 11 is filled with a fly ash mixture to a height of less than 10cm, 상기 제 1 및 제 2 연통로(15, 25)는 냉각수가 충전된 냉각실(16, 26)을 관통하도록 부설된 것을 특징으로 하는 다이옥신 및 중금속의 제거를 위한 비산재의 처리장치.The first and second communication paths (15, 25) are disposed so as to pass through the cooling chamber (16, 26) filled with the cooling water, apparatus for treating fly ash for removal of dioxin and heavy metals. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가열로(10)는 그 하단에 마련된 장입도어(13)에 의해 개폐되어지도록 되어 있어, 상기 복수의 장입용기(11)가 아래에서 위로 층층이 배열된 상태로 장입되어지며,The heating furnace 10 is to be opened and closed by a charging door 13 provided at its lower end, the plurality of charging containers 11 is charged in a state in which the layers are arranged from the bottom up, 상기 제 1 및 제 2 연통로(15, 25)는 그 곳을 흐르는 배기가스가 상기 냉각실(26, 26)에 의해 충분히 냉각되도록 코일형태로 마련되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다이옥신 및 중금속의 제거를 위한 비산재의 처리장치.The first and second communication paths (15, 25) is provided in the form of a coil so that the exhaust gas flowing there is sufficiently cooled by the cooling chamber (26, 26) for the removal of dioxin and heavy metals Fly ash treatment device.
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