KR20060034352A - 폐기물 소각열을 열원으로 하는 폐케이블 재활용장치 - Google Patents

폐기물 소각열을 열원으로 하는 폐케이블 재활용장치 Download PDF

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KR20060034352A
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Abstract

본 발명은 폐케이블 재활용장치에 관한 것으로, 가연성 폐기물을 투입하여 소각시키기 위한 폐기물 소각로(10); 이 소각로(10)의 연소열을 이용하여 폐케이블의 피복을 용융시키기 위한 폐케이블 용융로(20); 이 폐기물 소각로(10)에서 미연소된 가스를 연소시키기 위한 2차 연소실(30); 폐기물 소각시 발생하는 고온의 연소가스를 250℃이하로 냉각시키기 위한 수냉식 열교환기(40); 폐기물 소각시 발생되는 연소가스에 함유되어 있는 입자상 오염물질중 입경이 5㎛이상의 물질을 원심력으로 제거하기 위한 사이클론(50); 이 사이클론(50)을 통과한 연소가스를 2차로 냉각시키기 위한 공랭식 열교환기(60); 연소가스중에 함유된 황산화물, 다이옥신 등의 입자상 가스상 오염물질을 제거하기 위하여 오염물질과 반응성이 높은 활성탄 및 약품소석회를 분말상태로 공급하여 화학반응에 의하여 가스상 오염물질을 제거하기 위한 건식 세정기(70); 연소가스중에 함유된 입자상 오염물질을 포집하고 상기 건식 세정기(70)에서 분사된 소석회의 프리코팅(pre-coating)에 의해 미세먼지, 매연 및 가스상 오염물질을 제거하기 위한 집진기(80);및 연소가스를 최종적으로 대기로 배출시키기 위한 배기연도(90);를 포함하여 이루어진다.
폐케이블, 소각, 폐기물, 연소열, 폐열, 무공해, 건식 세정기, 재활용

Description

폐기물 소각열을 열원으로 하는 폐케이블 재활용장치 {waste cable recycling device using the heat source from burning up of waste materials}
도 1은 본 발명에 의한 폐케이블 재활용장치의 구성 및 처리과정을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 의한 폐케이블 재활용장치의 전체구성을 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 의한 폐케이블 재활용장치의 전체구성을 도시한 평면도,
도 4는 본 발명에 의한 폐케이블 재활용장치의 소각로 구조를 도시한 측면도,
도 5는 폐케이블 용융조의 구성을 도시한 평면도,
도 6은 2차 연소실 구조를 도시한 평면도
도 7은 수냉식 열교환기의 구조를 도시한 평면도,
도 8은 사이클론의 구조를 도시한 측면도,
도 9는 공냉식 열교환기의 구조를 도시한 측면도,
도 10은 세정 및 소석회 분사부의 구조를 도시한 측면도,
도 11은 여과집진시설의 구조를 도시한 측면도,
도 12는 연도부 구조를 도시한 측면도,
도 13 및 도 14는 본 출원인의 선등록실용신안에 의한 폐케이블 탈피장치기 의 정면도 및 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 소각로 11 : 호이스트
12 : 투입구 13 : 송풍기
14 : 에어박스 20 : 폐전선 용융로
21 : 챔버 22 : 폐케이블 용기
23 : 가스배출라인 30 : 2차 연소실
31 : 보조버너 32 : 연소가스 유입구
33 : 배출구 34 : 내화벽돌
35 : 단열재 40 : 수냉식 열교환기
41 : 챔버 42 : 튜브
43 : 연소가스 유입구 44 : 연소가스 배출구
45 : 격벽 46,47 : 청소구
48 : 증기배출구 49 : 급수탱크
50 : 사이클론 60 : 공냉식 열교환기
61 : 연소가스 유입구 62 : 배출구
63 : 열교환 챔버 64 : 송풍기
65 : 튜브 70 : 건식 세정기
71 : 호퍼 72 : 계량부
73 : 블로워 74 : 공급라인
75 : 혼합관 80 : 여과집진기
81 : 필터 백 82 : 진동기
83 : 로타리 밸브 84 : 더스트박스
90 : 배기연도 92 : 유인송풍기
W : 폐기물
본 발명은 폐기물 소각열을 열원으로 하는 폐케이블 재활용장치에 관한 것으로, 폐기물을 소각하면서 발생되는 페열을 이용하여 폐전선의 피복을 용융제거하고, 폐기물의 소각시 발생하는 분진 및 유해가스를 효과적으로 제거하여 2차적인 공해의 발생없이 폐전선을 재활용 할 수 있도록 한 것이다.
전선과 각종 신호선을 총칭하는 케이블은 전기 및 신호 등을 전달해주는 것으로, 케이블 내부에는 도전체가 삽입되어 있고, 이 도전체는 합성수지 등으로 피복되어 있다. 이러한 케이블 내부의 도전체는 구리와 같은 고가의 금속으로 이루어져 있으므로 케이블의 시공시 및 보수시 발생되는 폐 전선이나 자투리 전선은 이를 수거하여 재활용할 가치가 충분히 있다.
본 발명과 관련된 종래기술로는 본 출원인의 선등록실용신안 제215981호의 "폐케이블 탈피장치기"가 개시되어 있는데, 이는 도 13 및 도 14의 종래기술도면에서 알 수 있는 바와 같이 물이 수용될 수 있게 내부 공간이 형성되고 도어(2)가 측면에 설치되는 탱크(1)와, 이 탱크(1)의 상측에 설치되고 버너(4)의 화력이 간접적으로 공급되는 화로 본체(3)와, 이 화로 본체(3)의 상하측으로 관통되게 설치됨과 아울러 내부에 위치된 폐케이블(C)의 피복 용융물이 탱크(1)로 향하도록 여과망(9)과 배출구(6)가 형성된 반응로(5)로 구성된 것이다.
한편, 상기한 본 출원인의 선등록실용신안은 폐케이블 피복을 용융시키기 위한 버너의 연료로 고가의 화석연료를 사용하였으므로 폐케이블의 재활용에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 폐케이블의 피복을 용융 제거하기 위한 장치에서 폐기물을 연소시킬 때 발생되는 페열을 사용함으로써 장치의 운전비용을 대폭절감할 수 있도록 함과 아울러, 폐기물의 연소시 발생되는 공해물질을 효과적으로 제거함으로써 대기오염의 발생이 없이 폐기물의 소각과 함께 폐케이블을 효과적으로 재활용 할 수 있는 설비를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가연성 폐기물을 투입하여 소 각시키기 위한 폐기물 소각로; 이 소각로의 연소열을 이용하여 폐케이블의 피복을 용융시키기 위한 폐케이블 용융로; 폐기물 소각로에서 미연소된 가스를 연소시키기 위한 2차 연소실; 폐기물 소각시 발생하는 고온의 연소가스를 250℃이하로 냉각시키기 위한 수냉식 열교환기; 폐기물 소각시 발생되는 연소가스에 함유되어 있는 입자상 오염물질중 입경이 5㎛이상의 물질을 원심력으로 제거하기 위한 사이클론; 이 사이클론을 통과한 연소가스를 2차로 냉각시키기 위한 공랭식 열교환기; 연소가스중에 함유된 황산화물, 다이옥신 등의 입자상 가스상 오염물질을 제거하기 위하여 오염물질과 반응성이 높은 활성탄 및 약품소석회를 분말상태로 공급하여 화학반응에 의하여 가스상 오염물질을 제거하기 위한 건식 세정기; 연소가스중에 함유된 입자상 오염물질을 포집하고 건식 세정기에서 분사된 소석회의 프리코팅(pre-coating)에 의해 미세먼지, 매연 및 가스상 오염물질을 제거하기 위한 집진기; 및 연소가스를 최종적으로 대기로 배출시키기 위한 배기연도;를 포함하여 이루어지는 폐기물 소각열을 열원으로 하는 폐케이블 재활용장치를 제공한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 폐케이블 재활용장치의 구성 및 처리과정을 도시한 블록도이고, 도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 의한 폐케이블 재활용장치의 전체구성을 도시한 측면도와 평면도이다.
상기 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 가연성 폐기물을 투입하여 소각시키기 위한 폐기물 소각로(10); 상기 소각로의 연소열을 이용하여 폐케이블의 피복을 용융시키기 위한 폐케이블 용융로(20); 폐기물 소각로에서 미연소된 가스를 연소시키기 위한 2차 연소실(30); 폐기물 소각시 발생하는 고온의 연소가스를 250℃이하로 냉각시키기 위한 수냉식 열교환기(40); 폐기물 소각시 발생되는 연소가스에 함유되어 있는 입자상 오염물질중 입경이 5㎛이상의 물질을 원심력으로 제거하기 위한 사이클론(50); 상기 사이클론을 통과한 연소가스를 2차로 냉각시키기 위한 공랭식 열교환기(60); 연소가스중에 함유된 황산화물, 다이옥신 등의 입자상 가스상 오염물질을 제거하기 위하여 오염물질과 반응성이 높은 활성탄 및 약품소석회를 분말상태로 공급하여 화학반응에 의하여 가스상 오염물질을 제거하기 위한 건식 세정기(70); 연소가스중에 함유된 입자상 오염물질을 포집하고 건식 세정기에서 분사된 소석회의 프리코팅(pre-coating)에 의해 미세먼지, 매연 및 가스상 오염물질을 제거하기 위한 집진기(80);및 연소가스를 최종적으로 대기로 배출시키기 위한 배기연도(90);를 포함하여 이루어져 있다.
상기 폐기물 소각로(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 소각대상 폐기물(W)을 호이스트(11)로 인양하여 상부의 투입구(12)를 통해 내부로 일괄투입하고, 보조버너(31)를 이용하여 2차 연소실(30)의 출구온도를 800℃이상으로 승온한 후 착화시켜 폐기물을 소각처리하게 되는데, 이 소각로(10)는 도 3의 평면도에서와 같이 2기로 이루어져 있고 이 소각로(10)에 각각 폐케이블 용융조(20)가 접속되어 있어 일 측 소각로(10)와 타측 소각로(10)가 순서대로 가동될 수 있도록 되어 있다.
이 소각로(10)에서는 폐기물(W)을 반건류방식에 의해 소각시키고, 미연소가스(불완전연소가스)는 후술하는 2차 연소실(30)에서 충분한 양의 공기를 공급하여 완전연소시킨다.
상기 소각로(10)의 내부는 내화벽돌구조로 이루어져 있으며, 폐기물의 소각에 필요한 공기를 강제로 공급하여 안정된 연소분위기를 유지할 수 있도록 하부측에 송풍기(13)과 에어박스(14)가 설치되어 있다.
상기 소각로(10)에서 부호 15는 연소된 재를 배출시키기 위한 재 배출구이고, 부호 16은 고온의 연소가스가 배출되는 가스 배출구로 폐케이블 용융조(20)로 접속되어 있으며, 부호 17은 증기 배출구이다.
상기 폐케이블 용융로(20)는 도 5에 도시된 바와 같이 1차 연소실인 소각로(10)에서의 폐기물 소각시 발생된 고온의 폐열에너지를 열원으로 폐전선의 피복을 용융시킴으로써 탈피가 이루어지도록 하여 구리를 분리시킬 수 있도록 되어 있는데, 이 폐케이블 용융조(20)내부의 구조는 본 출원인의 선등록실용신안 제215981호의 구성과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 폐 케이블 용융조(20)는 소각로(10)에서의 연소열이 공급되는 챔버(21)의 내부에 폐케이블 용기(22)가 설치되어 있어 용기(22)내에 투입된 폐케이블의 피복이 용융되며, 폐케이블이 용융될 때 발 생되는 가스는 가스배출라인(23)을 통해 2차 연소실(30)로 공급되어 완전연소가 이루어질 수 있도록 되어 있다.
상기 폐케이블 용융조(20)에서 부호 24는 소각로(10)로 접속된 연소가스 유입구이고, 부호 25는 폐케이블을 용융시킨 후 2차 연소실로 연소가스를 배출시키기 위한 연소가스 배출구이다.
상기 2차 연소실(30)은 도 6에 도시된 바와 같이 1차 연소실인 소각로(10)와 폐케이블의 용융시 발생된 가스를 완전연소시키기 위하여 전면에 보조버너(31)가 설치되어 있고, 이 보조버너(31)의 화염 양측으로 상기 폐케이블 용융조(20)를 거친 미연소가스가 유입되는 연소가스 유입구(32)가 형성되어 있으며, 후방으로 연소가스 배출구(33)가 형성되어 2차 연소실(30)의 배출구(33)온도를 800℃이상으로 유지할 수 있도록 되어 있다.
이 2차 연소실(30)도 내화벽돌(34)과 단열재(35)로 둘러싸여 안전한 상태로 가동이 될 수 있도록 되어 있다.
상기 수냉식 열교환기(40)는 도 7에 도시된 바와 같이 챔버(41)내부에 수평으로 냉각수가 통과되는 다수의 튜브(42)가 설치되어 있어 2차 연소실(30)에서 배출된 고온(900℃정도)의 연소가스를 250℃정도로 1차 냉각시킴으로써 연계된 시설의 정상적인 성능유지 및 고온에 의한 부식을 방지하기 위한 것으로, 부호 43은 연 소가스 유입구이고, 부호 44는 연소가스 배출구이며, 부호 45는 격벽이고, 46,47과 48은 각각 청소구와 증기배출구이다.
상기 튜브(42)로는 별도의 급수탱크(49)에서 급수펌프를 사용하여 냉각수를 공급할 수 있도록 되어 있으며, 이 급수탱크는 후술하는 백 필터로 유입되는 연소가스의 과온으로 인한 화재 등의 비상사태 발생시 안정기에 설치된 소화노즐에 분사용수를 공급할 수 있도록 되어 있다.
상기 사이클론(50)은 폐기물 소각시 발생되는 연소가스에 함유되어 있는 입자상 오염물질중 비교적 입경이 큰 먼지(5㎛이상)를 원심력 제진원리에 의해 1차 제진하기 위한 것으로, 이러한 사이클론의 구조는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 당업자에 의해 자명하므로 구체적인 구조에 대하여는 설명을 생략하며, 다만 개략적인 형태는 도 8에 도시된 바와 같다.
상기 공냉식 열교환기(60)는 연소가스가 순간 고온 및 불씨의 여과집진시설로의유입을 방지하기 위한 것으로, 2차 연소실(30)의 과온에 의하여 수냉식 열교환기(40)를 거쳐 나온 연소가스가 백 필터의 사용온도 이상으로 배출되어 비상사태가 발생할 경우 냉각용 송풍기(64)가 자동적으로 작동하여 연소가스의 적정유입온도를 유지시켜 주고 정상상태를 유지할 경우 자동으로 정지하며, 열교환기의 하부에서 연소가스의 느린 공탑유속에 의한 불씨의 중력침강에 의한 여과집진시설의 화재발생원인을 사전에 제거하게 된다.
이 공냉식 열교환기(60)의 구조는 도 9에 도시된 바와 같이 그 상부에 연소가스 유입구(61)가 형성되어 있고, 하부에는 2차로 냉각된 연소가스가 배출되는 배출구(62)가 형성되어 있으며, 중간부분에 열교환 챔버(63)가 구비되며, 이 챔버(63)에는 송풍기(64)에 의해 공기가 강제로 유입되도록 되어 있고, 이 공기와 열교환을 이루도록 연소가스가 통과하는 다수의 튜브(65)가 수직으로 설치되어 있다.
도면중 부호 66은 챔버(63)에서 튜브(65)를 통과하는 연소가스와 열교환을 이룬 공기가 배출되는 공기 배출구이고, 부호 67은 열교환기(60)하단에 설치되는 재 수거용 박스이다.
상기 건식 세정기(70)는 연소가스중에 함유된 황산화물, 다이옥신 등의 입자상, 가스상 오염물질을 제거하기 위하여 오염물질과 반응성이 높은 활성탄 및 약품소석회를 분말상태로 공급하여 연소가스와의 화학반응에 의하여 가스상 오염물질을 제거하기 위한 설비로서, 이는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 공냉식 열교환기(60)의 배출구(62)측에 접속되어 있고, 그 구조가 벤튜리관 형태의 혼합관(75)으로 이루어져 있으며, 활성탄 또는 약품소석회가 저장된 호퍼(71)와 소석회 계량부(72) 및 블로워(73)와 상기 벤튜리관 형태의 혼합관(75)의 목부분으로 접속된 공급라인(74)을 포함한다.
상기 집진기(80)는 연소가스 중에 함유된 입자상 오염물질을 고효율로 제진 하며, 건식 세정기(70)에서 분사된 활성탄 또는 소석회의 프리코팅(pre-coating)에 의해 미세먼지, 매연 및 가스상 오염물질을 제거하게 되는데, 도 11에 도시된 바와 같이 필터 백(81)에 부착된 먼지는 에어펄스타입의 진동기(82)에 의해 가동중에 먼지를 자동으로 털어내며, 분리된 먼지는 하부에 설치된 로타리 밸브(83)에 의해 기밀을 유지하며 더스트박스(84)로 배출되도록 되어 있다.
상기 배기연도(90)는 도 12에 도시된 바와 같이 연소가스가 대기중에 충분히 확산될 수 있는 높이로 설치되며, 집진기(80)와의 사이에 유인송풍기(92)가 설치되어 있어 소각로(10)에서 발생된 다량의 연소가스가 연도(90)의 출구까지 배기관로상에 막힘없이 대기중으로 배출시켜주도록 되어 있고, 이 유인송풍기(92)의 흡입측 덕트 관로상에는 연소가스의 배출량을 적절하게 조절하기 위한 댐퍼가 설치되어 연소실의 분위기를 안정되게 유지하여 완전연소를 유도할 수 있게 된다.
상기 연도 및 주요 덕트는 내식성이 우수한 스테인리스 스틸재를 사용하여 제작함으로써 내구성을 높임과 아울러 미려한 외관을 갖도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 도 1의 처리과정도에서 알 수 있는 바와 같이,폐케이블을 수거하여 폐케이블 용융조(20)의 용기(22)에 담고, 소각로(10)에 수거된 가연성 폐기물을 투입하여 소각시킴으로써 폐기물의 소각시 발생되는 소각열에 의해 폐케이블 용융조(20)에서 폐케이블의 피복이 용융되어 내부의 구리와 분리되는 것이며, 폐케이블 피복을 용융시킨 후의 연소가스는 2차 연소실(30)에서 완전연 소가 이루어지게 되며, 그 후 수냉식 열교환기(40)에서 1차로 냉각되고 사이클론(50)에서는 연소가스에 함유되어 있는 입자상 오염물질중 입경이 5㎛이상의 물질을 원심력으로 제거하게 된다. 사이클론(50)을 거쳐 입경이 큰 오염물질이 제거된 연소가스는 다시 2차로 공냉식 열교환기(60)에서 공기와 열교환을 이루어 냉각됨으로써 이후 설비인 여과 집진기(80)의 안전을 확보할 수 있으며, 건식 세정기(70)와 여과 집진기(80)에서 최종적으로 입자상 및 가스상 공해물질을 제거한 후 연도(90)를 통해 연소가스가 배출되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 폐전선 소각장치는 폐기물의 연소열을 열원으로 사용하므로 고가의 화석연료를 사용하여 폐케이블의 피복을 용융시키는 기존의 설비보다 저렴한 유지비용이 소요되어 경제적이며, 폐기물의 소각시 발생하는 각종 공해물질은 다단계로 처리되므로 2차적인 공해가 발생되지 않아 설비의 설치장소 등에 구애되지 않고, 소각로에 투입되는 가연성 폐기물은 호이스트에 의해 일괄투입되고 원격으로 운전할 수 있어 작업을 청결하게 할 수 있으며, 수냉식 열교환기의 폐열은 이를 회수하여 공장이나 사무실 등의 난방에 활용할 수 있어서 에너지 절감효과가 큰 등의 유용한 효과를 갖는다.

Claims (5)

  1. 가연성 폐기물을 투입하여 소각시키기 위한 폐기물 소각로(10);
    상기 소각로(10)의 연소열을 이용하여 폐케이블의 피복을 용융시키기 위한 폐케이블 용융로(20);
    상기 폐기물 소각로(10)에서 미연소된 가스를 연소시키기 위한 2차 연소실(30);
    폐기물 소각시 발생하는 고온의 연소가스를 250℃이하로 냉각시키기 위한 수냉식 열교환기(40);
    폐기물 소각시 발생되는 연소가스에 함유되어 있는 입자상 오염물질중 입경이 5㎛이상의 물질을 원심력으로 제거하기 위한 사이클론(50);
    상기 사이클론(50)을 통과한 연소가스를 2차로 냉각시키기 위한 공랭식 열교환기(60);
    연소가스중에 함유된 황산화물, 다이옥신 등의 입자상 가스상 오염물질을 제거하기 위하여 오염물질과 반응성이 높은 활성탄 및 약품소석회를 분말상태로 공급하여 화학반응에 의하여 가스상 오염물질을 제거하기 위한 건식 세정기(70);
    연소가스중에 함유된 입자상 오염물질을 포집하고 상기 건식 세정기(70)에서 분사된 소석회의 프리코팅(pre-coating)에 의해 미세먼지, 매연 및 가스상 오염물질을 제거하기 위한 집진기(80);및
    연소가스를 최종적으로 대기로 배출시키기 위한 배기연도(90);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각열을 열원으로 하는 폐케이블 재활용장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 2차 연소실(30)은 전면에 보조버너(31)가 설치되고, 이 보조버너(31)의 화염 양측으로 상기 폐케이블 용융조(20)를 거친 미연소가스가 유입되는 연소가스 유입구(32)가 형성되며, 후방으로 연소가스 배출구(33)가 형성되어 2차 연소실(30)의 배출구(33)온도를 800℃이상으로 유지할 수 있도록 되어 있고, 내화벽돌(34)과 단열재(35)로 둘러싸인 것을 특징으로 하는 폐기물 소각열을 열원으로 하는 폐케이블 재활용장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공냉식 열교환기(60)는 상부에 연소가스 유입구(61)가 형성되고, 하부에 2차로 냉각된 연소가스가 배출되는 배출구(62)가 형성되며, 중간부분에 열교환 챔버(63)가 구비되고, 이 챔버(63)에는 송풍기(64)에 의해 공기가 강제로 유입되며, 이 공기와 열교환을 이루도록 연소가스가 통과하는 다수의 튜브(65)가 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각열을 열원으로 하는 폐케이블 재활용장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 건식 세정기(70)는 공냉식 열교환기(60)의 배출구(62)측에 접속되어 있고, 그 구조는 벤튜리관 형태의 혼합관(75)으로 이루어지되, 활성탄이나 약품소석회가 저장된 호퍼(71)와, 소석회 계량부(72) 및 블로워(73)와, 상기 벤튜리관 형태의 혼합관(75)의 목부분으로 접속된 공급라인(74)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각열을 열원으로 하는 폐케이블 재활용장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 배기연도(90)와 집진기(80)사이에는 소각로(10)에서 발생된 다량의 연소가스가 연도(90)의 출구까지 배기관로상에 막힘없이 대기중으로 배출시켜주도록 하기 위한 유인송풍기(92)가 설치되는 것을 특징으로 하는 폐기물 소각열을 열원으로 하는 폐케이블 재활용장치.
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