KR200422422Y1 - 연속식 저온열분해 탄화처리기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 간접열을 이용하여 산업폐기물, 감염성폐기물, 음식폐기물, 생활폐기물 등의 각종폐기물을 저온으로 처리하여 분해하는 연속식 저온열분해 탄화처리기에 관한 것이다.

따라서, 간접열을 이용한 열분해기 및 냉각수와 액상촉매를 이용한 응축기를 이용하여 산업폐기물, 감염성폐기물, 음식폐기물, 생활폐기물 등과 같은 각종 폐기물을 탄화처리함으로써, 고가의 유효물질을 회수한 후 자원화하여 재활용할 수 있게 된다.

특히, 무산소공급 및 촉매에 의한 탈염과정을 통한 저온 열분해처리기를 이용하게 됨으로써, 배출가스에 포함된 유해물질 중 다이옥신을 완벽하게 절감시킬 수 있게 된다.

또한, 폐기물이 열분해 되면서 발생하는 유해물질이 포함된 배출가스의 유해물질을 효율적으로 제거할 수 있으며, 아울러 폐기물의 배출가스를 액상의 혼합연료유로 전환한 후 이를 보일러에 공급하여 가정이나 산업시설에 이용할 수 있어 보일러 구동에 따른 비용의 부담을 줄일 수 있게 되는 등의 매우 유용한 고안인 것이다.

배출가스, 폐기물, 열분해, 촉매, 보일러, 유효물질

Description

연속식 저온열분해 탄화처리기{A carbonization processor with continuity low temperature thermal cracking}

도 1은 본 고안의 실시 예를 나타낸 정면도.

도 2는 도 1을 일부 절개하여 나타낸 단면도.

도 3은 본 고안의 측면 구성을 일부 절개하여 나타낸 단면도.

도 4는 도 2의 A부분을 확대하여 나타낸 확대단면도.

도 5는 본 고안의 작동상태를 일부 절개하여 나타낸 단면도.

도 6은 응축기의 실시 예를 나타낸 단면도.

도 7은 본 고안의 사용상태를 나타낸 사용상태도.

* 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 탄화처리기 2 : 공급기

3 : 열분해기 4 : 진공펌프

5 : 응축기 6 : 모터

7 : 냉각수공급통 8 : 스팀기

9 : 제어판

본 고안은 연속식 저온열분해 탄화처리기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간접열을 이용하여 산업폐기물, 감염성폐기물, 음식폐기물, 생활폐기물 등의 각종 폐기물을 저온으로 처리하여 분해하며, 이를 통해 고가의 유효물질을 회수하여 자원화할 수 있도록 고안된 것이다.

일반적으로, 산업폐기물, 감염성폐기물, 음식폐기물, 생활폐기물 등과 같은 각종 폐기물 중에서 인체에 유해한 세균이 있는 포함되어 있는 폐기물의 경우 멸균작업을 거쳐 고온의 소각로를 이용하여 연소하여 제거하고 있다.

그러나, 이러한 소각로를 이용한 폐기물의 처리는 폐기물을 연소시킬 때 인체에 유해한 다이옥신과 같은 유해물질을 배출하기 때문에 각종 폐기물의 처리에 어려움이 있었다.

또한, 별도의 유해물질 처리장치를 이용할 경우에는 폐기물의 배출가스에서 유해물질만을 다시 제거해야 하기 때문에 장비설치비용과 유지관리의 비용이 상승할 뿐만 아니라, 유지관리가 어렵다는 문제점도 있었다.

이를 해소하기 위하여 본 출원인이 선출원한 등록특허공보 등록번호 제10-0330646호(등록일자 2002.03.18)에서는 폐전선을 열 분해하는 가열로, 폐전선의 열분해 시 발생하는 건류가스를 중화하는 중화탱크와 미 액화된 건류가스를 액상화하는 냉각탱크, 액상화된 타르물질을 수집하는 수집탱크를 서로 유기적으로 결 합하여 간접열을 이용하여 폐전선을 처리하고, 처리 시 발생하는 배출가스를 냉각시켜 타르물질을 제거하는 방법을 제안하고 있다.

그러나, 이 역시 각종 폐기물에 포함된 감염성 세균은 제거하지 못하고 있었으며, 각종 폐기물의 연속처리에는 어려움이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하여 각종 폐기물을 탄화처리하여 고가의 유효물질을 회수한 후 자원화하여 재활용할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 열분해에 의해 배출되는 유해물질이 포함된 배출가스의 유해물질을 냉각수와 액상촉매를 이용한 응축기를 이용하여 제거함으로써, 각종 폐기물의 연속처리 시 발생하는 유해물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 고안의 목적은, 산업폐기물, 감염성폐기물, 음식폐기물, 생활폐기물 등과 같은 각종 폐기물을 연속적으로 탄화처리하여 고가의 유효물질을 회수할 수 있도록 한 연속식 저온열분해 탄화처리기를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은, 폐기물의 열분해 과정에서 배출되는 배출가스의 유해물질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 특히 다이옥신을 완벽하게 제거할 수 있도록 한 연속식 저온열분해 탄화처리기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 사각 틀 형상으로 전면에 제어판이 장착된 받침대와;

상기 받침대의 내부에 수용 설치되며, 간접열을 이용하여 폐기물을 분해하는 열분해기와;

상기 열분해기의 측면에 결합되어 각종 폐기물을 공급하며, 공급과정에서 폐기물을 분쇄 및 멸균하는 공급기와;

상기 열분해기와 연결되어 폐기물의 열분해 과정에서 발생하는 배출가스를 이송시키는 진공펌프와;

상기 진공펌프에 연결되어 배출가스의 유해물질을 제거하는 응축기와;

상기 응축기의 내부에 충진되어 유해물질이 제거된 폐기물의 배출가스와 촉매반응하여 액상의 혼합연료유를 추출하는 촉매요소와;

상기 촉매요소에 의해 추출된 액상의 혼합연료유를 공급받아 구동하는 보일러와;

상기 받침대의 내부 하단에 설치되며, 제어판과 연결되어 구동되고, 열분해통이 각종 폐기물을 연속처리할 수 있도록 수집회전축과 동력전달밸트로 연결되어 정, 역회전하는 모터와;

상기 응축기에 냉각수를 공급하는 냉각수공급통과;

상기 공급기에 멸균용 스팀을 공급하는 스팀기가 서로 유기적으로 연결되어 달성된다.

따라서, 간접열을 이용한 열분해기 및 냉각수와 액상촉매를 이용한 응축기를 통하여 산업폐기물, 감염성폐기물, 음식폐기물, 생활폐기물 등과 같은 각종 폐기물을 탄화처리하여 고가의 유효물질을 회수할 수 있게 된다.

특히, 무산소공급 및 촉매에 의한 탈염과정을 통하여 배출가스에 포함된 유해물질 중 다이옥신을 완벽하게 절감시킬 수 있게 된다.

또한, 열분해기를 이용하여 연속적으로 각종 폐기물을 처리할 수 있을 뿐만 아니라 유해물질이 제거된 폐기물의 배출가스를 촉매를 이용하여 액상의 혼합연료유로 전환한 후 이를 보일러에 공급하여 가정이나 산업시설에 이용할 수 있어 보일러 구동에 따른 비용의 부담을 줄일 수 있게 된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 실시 예를 정면도로 나타낸 것으로, 본 고안의 실시 예를 통한 연속식 저온열분해 탄화처리기의 전체적인 구성을 보이고 있다.

도 2는 도 1을 일부 절개하여 단면도로 나타낸 것으로, 본 고안인 연속식 저온열분해 탄화처리기의 세부 구성을 일부 절개하여 보이고 있다.

도 3은 본 고안의 측면 구성을 일부 절개하여 단면도로 나타낸 것으로, 열분해기의 실시 예를 일부 절개하여 보이고 있다.

도 4는 도 2의 A부분을 확대하여 확대단면도로 나타낸 것으로, 열분해기의 내부 구성 및 이 열분해기에 폐기물을 공급하는 공급기의 결합상태를 보이고 있다.

도 5는 본 고안의 작동상태를 일부 절개하여 단면도로 나타낸 것으로, 본 고안을 통한 폐기물의 처리 과정을 순차적으로 보이고 있다.

도 6은 응축기의 실시 예를 단면도로 나타낸 것으로, 응축기의 내부에 배출가스로부터 액상의 혼합연료유를 추출하기 위한 촉매요소가 내장된 것을 보이고 있다.

도 7은 본 고안의 사용상태도를 나타낸 것으로, 본 고안인 연속식 저온열분해 탄화처리기를 통한 폐기물의 처리과정을 전체적으로 보이고 있다.

즉, 도 1에 나타낸 것과 같이, 본 고안인 탄화처리기(1)는 간접열을 이용하여 산업폐기물, 감염성폐기물, 음식폐기물, 생활폐기물 등의 각종 폐기물을 저온처리하여 분해하기 위한 구성으로, 사각 틀 형상의 받침대(11)의 전면에는 제어판(9)이 장착되어 본 고안의 작동을 제어하게 된다.

상기 받침대(11)의 내부에는 열분해기(3)가 수용 설치되어 간접열을 이용하여 각종 폐기물을 분해하게 된다.

이러한 역할을 수행하는 열분해기(3)의 실시 예로 본 고안은 도 2 내지 도 4에서 나타낸 것과 같이, 저온처리를 위해 보온성이 우수한 재질을 사용하고, 그 내부에는 내면을 따라 일정길이의 나선형스크류(311)가 결합되어 정, 역회전을 하는 원통형 열분해통(31)이 내장된다.

그리고, 상기 열분해통(31)의 중심에는 각종 폐기물의 열분해 과정에서 발생하는 배출가스를 수집하는 다수개의 수집공(322)이 형성된 수집회전축(32)이 설치되어 열분해통(31)의 축 역할을 하게 된다.

이 수집회전축(32)에 형성된 수집공(322)을 통해 수집된 배출가스는 가스공급관(321)을 통해 진공펌프(4)와 응축기(5)로 공급되어 유해물질은 제거되고, 유효 물질은 회수되는 것이다.

또한, 상기 열분해통(31)의 하단에는 연료공급관(331)을 통해 분해열을 제공하는 부스터(33)가 장착되며, 이 부스터(33)에는 도 7에서 나타낸 것과 같이, 연료공급수단(30)이 연결되어 연속적인 폐기물의 처리가 이루어질 수 있도록 하게 된다.

따라서, 제어판(9)의 조작을 통해 모터(6)가 정회전하여 열분해기(3)에 내장된 열분해통(31)이 정회전하면 도 4에서 나타낸 것과 같이, 공급기(2)를 통해 분쇄 멸균된 각종 폐기물이 내측으로 이동한 후 일정시간 부스터(33)에 의해 열분해 된다.

이 열분해가 끝나면 열분해통(31)이 역회전하여 나선형스크류(311)를 따라 폐기물이 공급기(2) 방향으로 이동하여 열분해기(3) 일측 하단에 형성된 개폐식 배출문(35)이 형성된 폐기물배출공(34)을 따라 외부로 배출되는 것이다.

여기서, 열분해통(31)의 내부에 결합된 나선형스크류(311)에 의해 정역회전에 따라 이송되는 각종 폐기물이 원활히 공급, 배출되기 위해서는 수집회전축(32)에 열분해통(31)을 고정해야 하는데, 이를 위하여 본 고안에서는 도 2 내지 도 3에서 나타낸 것과 같이, 수집회전축(32)의 외둘레를 따라 방사상으로 다수개의 지지대(323)를 배열하여 열분해통(31)의 내부를 고정 설치하는 것으로 보이고 있다.

또한. 상기 열분해통(31)를 지지하고 회전하는 수집회전축(32)의 양측에는 받침대(11)에 고정된 베어링(111)을 형성하여 열분해통(31)이 원활하게 정, 역회전 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 구성으로 이루어진 열분해기(3)의 측면 상단부에는 공급기(2)가 결합되어 각종 폐기물을 공급하는 과정에서 분쇄 및 멸균하게 되는데, 상기 공급기(2) 내부에는 공지의 로터리칼날(미도시) 등을 장착하여 각종 폐기물을 분쇄하게 된다.

이 공급기(20)와 인접한 위치에는 도 7에서 나타낸 것과 같이, 폐기물공급기(20)를 설치하여 폐기물 공급효율을 높일 수 있도록 하는 것이 좋다.

그리고, 상기 열분해기(3)의 다른 측면에는 가스공급관(321)이 연결되어 유해물질이 포함된 배출가스를 이송하며, 상기 가스공급관(321)의 일측에는 진공펌프(4)가 연결되어 공급된 배출가스를 이송시키게 된다.

또한, 상기 진공펌프(4)의 일측에는 응축기(5)가 적어도 하나 이상 설치되어 이송된 배출가스의 유해물질을 제거하게 된다.

상기 응축기(5)의 실시 예로 본 고안에서는 도 2 내지 도 6에서 나타낸 것과 같이, 응축기(5)의 일측 벽면에 가스유입구(51)가 형성되어 열분해기(3)를 통하여 폐기물에서 분해된 유해물질을 함유한 배출가스가 진공펌프(4)를 통해 공급되고, 중앙에는 냉각수가 순환하는 응축관(54)가 장착되어 이송된 배출가스를 응축하게 되며, 하단부에는 촉매요소(56)가 충진되어 응축된 배출가스와 촉매반응하여 액상의 혼합연료유를 추출하게 된다.

이때, 유해물질이 촉매요소(56)에 의해 촉매반응하면서 추출된 액상의 혼합연료유는 응측기(5)의 측벽 하단에 형성된 배출관(55)에 의해 외부로 배출되고, 이 배출된 혼합연료유는 가정이나 산업시설에 설치되는 보일러(10)에 공급된다.

이와 같이 폐기물의 배출가스와 촉매반응하여 액상의 혼합연료유를 추출하는 촉매요소(56)로는 양이온을 양성자(H+)로 교환시켜 얻으며, 800℃ ~ 900℃ 이상의 높은 온도를 견딜 수 있는 제올라이트가 적합하다.

즉, 응축관(54)을 통하여 응축된 배출가스를 촉매요소(56)인 제올라이트와 촉매반응시킨 상태에서 170 ~ 195℃의 온도로 60 ~ 90분간 가열할 경우 액상의 혼합연료유가 촉매요소에 의해 배출가스로부터 추출되는 것이다.

이와 같이 촉매요소(56)를 통하여 추출된 혼합연료유는 배출관(55)을 통하여 최종적으로 가정이나 산업시설에 설치되어 있는 보일러(10)로 공급되어 이를 구동시키게 되는 것이다.

여기서, 유해물질이 제거된 배출가스 중 액상의 혼합연료유가 추출되고 남은 배출가스는 외부배출구(53)를 통해 대기 중으로 배출시켜도 무방하나, 하나의 응축기(5)에 의해 반응된 배출가스는 유해물질이 불완전하게 제거될 수 있기 때문에 반응시간을 적정하기 위해 응측기(5)를 적어도 하나 이상 설치하는 것이 좋다.

가장 바람직하게는 2개를 설치하여 1차 처리된 배출가스를 가스배출구(52)로 배출시키고, 2번째 응축기(5)로 재처리하여 완벽하게 유해물질을 제거하도록 하는 것이 좋다.

특히, 이러한 구성을 통해서는 유해물질에 포함됨 다이옥신을 완벽하게 제거하는 효과를 누릴 수 있는 것이다.

한편, 받침대(11) 내부 하단에는 제어판(9)에 유/무선으로 연결되어 정, 역회전하는 모터(6)가 수용 설치된 상태로 열분해기(3)와 동력전달밸트(61)로 연결되 어 상기 열분해기(3)를 통해 각종 폐기물을 연속처리하게 된다.

그리고, 받침대(11)의 하부에는 냉각수공급통(7)이 설치되어 응축기(5)에 펌프(71)와 냉각수공급관(72)을 이용하여 냉각수를 공급하고, 상기 응측기(5)에 공급된 냉각수는 냉각수배출관(73)으로 회수하여 순환시키게 된다.

이 냉각수공급통(7)의 일측에는 스팀기(8)가 설치되어 상기 공급기(2)에 스팀기(8)에서 발생한 고온의 스팀을 스팀공급관(81)을 통해 공급하여 각종 폐기물에 포함된 세균을 멸균하게 된다.

즉, 공급기(2) 내부의 각종 폐기물에 포함된 세균은 스팀기(8)에서 스팀공급관(81)을 통해 공급된 멸균용 고온의 스팀에 의해 감염성 세균을 제거되는 것이다.

상기와 같은 본 고안의 구성에 의하면, 간접열을 이용한 열분해기 및 냉각수와 액상촉매를 이용한 응축기를 이용하여 산업폐기물, 감염성폐기물, 음식폐기물, 생활폐기물 등과 같은 각종 폐기물을 탄화처리함으로써, 고가의 유효물질을 회수하여 자원화하게 된다.

특히, 무산소공급 및 촉매에 의한 탈염과정을 통한 저온 열분해처리기를 이용하게 됨으로써, 배출가스에 포함된 유해물질 중 다이옥신을 완벽하게 절감시킬 수 있게 된다.

또한, 정역회전을 하는 열분해기를 이용하여 각종 폐기물을 연속적으로 탄화처리할 수 있을 뿐만 아니라 이 폐기물이 열분해 되면서 발생하는 배출가스에서 액 상의 혼합연료유를 추출하여 가정이나 산업시설에 설치되어 있는 보일러를 구동시킬 수 있게 되는 등의 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 사각 틀 형상을 갖으며, 전면에 제어판(9)이 장착된 받침대(11)와;

   상기 받침대(11)의 내부에 수용 설치되며, 간접열을 이용하여 폐기물을 분해하는 열분해기(3)와;

   상기 열분해기(3)의 측면에 결합되어 각종 폐기물을 공급하며, 공급과정에서 폐기물을 분쇄 및 멸균하는 공급기(2)와;

   상기 열분해기(3)와 연결되어 폐기물의 열분해과정에서 발생하는 배출가스를 이송시키는 진공펌프(4)와;

   상기 진공펌프(4)에 연결되어 배출가스의 유해물질을 제거하는 응축기(5)와;

   상기 응축기(5)의 내부에 충진되어 유해물질이 제거된 폐기물의 배출가스와 촉매반응하여 액상의 혼합연료유를 추출하는 촉매요소(56)와;

   상기 촉매요소(56)에 의해 추출된 액상의 혼합연료유를 공급받아 구동하는 보일러(10)와;

   상기 받침대(11)의 내부 하단에 설치되며, 제어판(9)과 연결되어 구동되고, 열분해통(31)이 각종 폐기물을 연속처리할 수 있도록 수집회전축(32)과 동력전달밸트(61)로 연결되어 정, 역회전하는 모터(6)와;

   상기 응축기(5)에 냉각수를 공급하는 냉각수공급통(7)과;

   상기 공급기(2)에 멸균용 스팀을 공급하는 스팀기(8)가 서로 유기적으로 연결되어 무산소 공급 및 촉매에 의한 탈염과정을 통해 다이옥신을 완벽하게 절감시 키는 것을 특징으로 하는 연속식 저온열분해 탄화처리기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 열분해기(3)는 내부에 나선형스크류(311)가 결합되어 정역회전을 하는 원통형 열분해통(31)과;

   상기 열분해통(31)을 통한 폐기물의 열분해과정에서 발생하는 배출가스를 수집하는 다수개의 수집공(322)이 형성되고, 열분해통(31)의 축 역할을 하는 수집회전축(32)과;

   상기 열분해통(3)의 하단에 설치되어 연료공급관(331)을 통해 분해열을 제공하는 부스터(33)로 형성된 것을 특징으로 하는 연속식 저온열분해 탄화처리기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 촉매요소(56)는 제올라이트인 것을 특징으로 하는 연속식 저온열분해 탄화처리기.

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