KR20080012394A - PCBs 폐오일 무해화 처리하는 방법과합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치 - Google Patents

PCBs 폐오일 무해화 처리하는 방법과합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080012394A
KR20080012394A KR1020080005579A KR20080005579A KR20080012394A KR 20080012394 A KR20080012394 A KR 20080012394A KR 1020080005579 A KR1020080005579 A KR 1020080005579A KR 20080005579 A KR20080005579 A KR 20080005579A KR 20080012394 A KR20080012394 A KR 20080012394A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
syngas
reduction reaction
pcbs
reaction chamber
reduction
Prior art date
Application number
KR1020080005579A
Other languages
English (en)
Inventor
송호엽
Original Assignee
송호엽
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 송호엽 filed Critical 송호엽
Priority to KR1020080005579A priority Critical patent/KR20080012394A/ko
Publication of KR20080012394A publication Critical patent/KR20080012394A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/123—Heating the gasifier by electromagnetic waves, e.g. microwaves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

본 발명은 국제적으로 환경오염의 문제가 되고 있는 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키고 폐오일의 고분자 유기물/탄화물(Carbonaceous material)을 흡열방식의 환원반응을 통화여 환경 친화적인 방법으로 폐오일을 가스상의 연료인 합성가스(Syngas/CO+H2) 즉, 일산화탄소(CO)와 수소(H2)인 청정연료로 환원(개질)하여 재자원화 하기 위한 것이다.
PCBs 폐오일을 고주파 유도가열 장치를 이용하여 밀폐된 공간에서 산화반응 없이 흡열방식의 환원반응실 내의 온도를 1300℃이상으로 올려 폐오일을 분사해 개질반응(환원반응)을 통하여 합성가스(Syngas/CO+H2) 즉, 일산화탄소(CO)와 수소(H2)로 개질(환원)된 합성가스(Syngas/CO+H2)를 재순환시켜 증기(H2O)와 혼합해 2000℃이상의 고열을 발생시켜 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키고 폐오일의 고분자 유기물/탄화물(Carbonaceous material)을 가스상의 연료인 합성가스(Syngas/CO+H2)로 개질(환원)시켜 생성된 합성가스로 재자원화 하여 기초화공업의 원료, 연소하여 열원으로, 가스발전용으로 재활용하는 것이다.
PCBs 폐오일, 환원반응, 개질반응, 고주파유도가열, 고분자유기물, 흡열반응

Description

PCBs 폐오일 무해화 처리하는 방법과 합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치 {The non-noxiousness processing method of the PCBs oil corrupted and the reduction apparatus that makes this into the compound gas(Syngas/CO+H2)}
환원반응(가스화)은 유기물질(-CH2-로서 대표한다.) 고온 1300℃이상에서 증기(H2O)와 반응하여 일산화탄소(CO), 수소(H2)가 주성분인 합성가스(Syngas/CO+H2)로 분해하는 것을 말한다.
화학방식으로 상세히 비교 설명하여 풀이하면 (1)과 (2)는 소각(Incineration)이고 반응 (3)∼(6)은 환원반응으로서 가스화 반응(gasification/steam reforming)이라고 한다. 반응 (1)과 (2)는 발열반응이고 반응 (3)∼(6)은 흡열반응으로서 외부에서 열을 공급해야 반응이 일어난다. 소각로에서는 주로 산화반응이 일어난다. 생성물질은 주로 H2O와 CO2 이지만 기타 산화물질로 합성된다. 이 기타 산화물질이 2차 오염의 발원이다. 반면, 가스화의 환원반응에서는 CO와 H2가 주산물이고 소각로에서 합성되는 2차 오염의 주체인 산화물질은 일체 합성되지 않는다. 더욱이 가스화에서 생성되는 합성가스(Syngas/CO+H2)는 기초화학공업의 원료일 뿐만 아니라 차세대 청정에너지로 각광받는 수소 가스반응(9)에 의해 CO를 없애고 H2로 만들 수 있는 형태의 에너지이므로 재자원화 하여 재활용하여야 하는 것이다.
미국의 NETL 연구보고서 [ "A comparison of Gasification and Incineration of Hazardous Wastes" USDE NE시, Final report March 30. 2000]에서도 선호하는 폐기물 자원화 기술이다.
공교롭게도 유해 액상폐기물인 PCBs 폐오일은 가스화에 적절하고 또 비교적 합성가스(Syngas/CO+H2)를 많이 배출하는 물질이다. 가스화는 환원반응이고 고온 1300℃이상에서 일어나고 흡열반응 이므로 외부에서 열을 계속 유입하여 1300℃이상을 유지하여야 한다. 종전의 기술로는 폐기물을 일부 산화(소각)하여 발생하는 열로서 가스로 온도를 올려서 환원반응 (3)∼(6)을 시도한다. 이 기술의 문제점은 석탄, 폐유, 폐기물을 소각하면 가스화 온도가 불과 600℃∼800℃정도이지 1300℃에 달하지 못하였다. 이 기술이 알려진지 수십년이 되고 아직도 많은 연구비를 투입하여 연구하고 있지만 만족스러운 결과를 얻지 못하는 이유는 가스화 온도가 1300℃에 달하지 못하는데 있다. 2006년 본인이 개발한 특허 제 10-0693829 출원번호 2006-0112009호 기술은 1300℃이상까지 올리는데 성공을 하였다. 이 특허 방식은 쉽게 2000℃이상의 고온을 올려 합성가스(Syngas/CO+H2)를 생성(발생)하는 열과 증기(H2O)반응을 통하여 환원반응실 내의 온도가 쉽게 2000℃ 이상의 고온을 올릴 수 있다.
700℃이상에서 증기가 반응을 일으키어 3000℃의 열을 발열되는 것을 이용하여 증기반응을 통하여 합성가스(Syngas/CO+H2)와 증기(H2O)를 제2 환원반응실로 분사하여 제2 환원반응실 내의 온도를 2000℃이상의 열을 발열 시키어 주는 조건에서 환원반응 (3)∼(6)이 빠르게 일어난다. 합성가스(Syngas/CO+H2)는 환원반응의 생성 물질이기에 폐오일은 가스화에서 생성되는 합성가스(Syngas/CO+H2)의 일부를 환원반응실에 재순화시켜 증기(H2O)반응을 통하여 환원반응(개질반응)에 필요한 2000℃이상의 열과 H2O + CO2가 생성된다. 그러면 환원반응 (3)∼(6)을 지속할 수 있다. 이 방법으로 제2 환원반응실을 2000℃이상 온도로 높여 합성가스(Syngas/CO+H2)로 분해시켜 환경 친화적인 방법으로 PCBs 폐오일을 재자원화 할 수 있다.
이 특허 방식의 환원(개질) 시키는 장치는 증기(H2O)를 분사하여 증기반응으로 2000℃이상의 열을 발열시켜 완전 환원(개질)되는 것이 특징이다. 그리고 환원반응(개질반응)은 고온 2000℃이상에서 3초 이상 이루어지기 때문에 산화물질이 일절 생성되지 않는다. 합성가스(Syngas/CO+H2)의 소량의 생성 기체들은 폐오일의 성상에 따라 차이는 있으나, 대부분 정유업계에서 오랫동안 알려진 물질로서 제거 방법이 널리 알려져 있다.
생성된 합성가스(Syngas/CO+H2)는 : (1)기초화공업 원료 (2)연소하여 열원으로 (3)가스 발전용으로 널리 사용된다. 우리나라 화학공업은 합성가스(Syngas/CO+H2)를 생산하는 면에서 초보 단계에 있다. 이 특허 기술은 환원 반응실의 가스화에서 모든 탄소(C)와 수소(H)는 CO와 H2로 분해되어 합성가스(Syngas/CO+H2)로 방출된다. 국내외 관련 기술로는 소각에 대한 논문은 많지만 가스화에 대한 논문은 드물다. 저온가스화 1000℃이하에서 메탄(CH4)을 촉매로 사용하여 합성가스(Syngas/CO+H2)를 만드는 논문은 있다. 그리고 석탄화는 G-7 project로서 하는 곳이 많다. 이 가스화로 역시 1000℃이하에서 작동된다. 특히, 연속으로 이 반응이 지속되는 가스화로가 보고된 것은 없고 특히 핵폐기물을 고온에서 환원반응을 통해 개질시켜 합성가스(Syngas/CO+H2)로 제조하는 것은 더 더욱 없다.
위와 같은 기술 분야를 화학식으로 풀이하면 아래 화학식 환원반응과 같다.
화학식(화학반응) 1300℃이상에서 다음과 같은 환원(개질)반응이 이루어진다.
(1) C + O2 → CO2
(2) (-CH2)n + O2 → CO2 + H2O
(3) C + H2O → CO + H2
(4) C + CO2 → 2CO
(5) (-CH2)n + H2O → CO + H2
(6) (-CH2)n + CO2 → 2CO + H2
(7) H2 + 1/2 O2 → H2O
(8) CO + 1/2 O2 → CO2
(9) CO + H2O → CO2 + H2
본 발명은 PCBs 폐오일의 폴리염화비페닐(Ploy Chlorinated Biphenyl, PCBs)의 유해물질을 환경 친화적으로 무해화 시키고 폐오일의 고분자 유기물/탄화물(Carbonaceous material)을 가스상의 연료인 일산화탄소(CO)와 수소(H2)가 주성분인 합성가스(Syngas/CO+H2)로 개질시켜 재자원화 하여 기초화공업의 연료, 연소하여 열원, 가스 발전용으로 재활용 하는 것이다.
보다 상세하게는 폐변압기 전연유에 함유되어 있는 폴리염화비페닐(Ploy Chlorinated Biphenyl, PCBs)은 강한 유독 작용을 나타내는 물질로 잔류성 유해물질(Pops Remain Organic Pollutants)로 분류하여 2004년 5월에 발효된 스톡홀롬협약에 따르면 이 물질이 함유된 제품 및 부산물에 대하여 의무적으로 무해화를 위한 조치가 필요하다. 폴리염화비페닐은 화학적으로 안정하기 때문에 주변에 많이 축적되어 있다. 특히 폐변압기에서의 절연유 속에 다량으로 함유되어 있어 폐변압기 처리에 국내외적으로 많은 어려움을 겪고 있다. 지금까지 처리해 오던 소각방법(산화 반응)으로는 온도의 상승에 따라 제2의 유해물질 다이옥신(Dioxin) Total PCBs 및 CO-PCBs, PAHs, PAHs, SOx, NOx와 같은 독성이 강한 유해물질로 변하여 공중으로 배출되어 제2의 2차 오염을 유발시켰다. 따라서 폴리염화비페닐(Ploy Chlorinated Biphenyl, PCBs)의 무해화 처리에서는 안전성이 확보된 방법이 대단히 중요하다.
PCBs 폐오일(절연유)의 폐오일은 1300℃에서 완전 환원반응이 최고치에 달하나 PCBs 유해물질 즉, 폴리염화비페닐(Ploy Chlorinated Biphenyl, PCBs)의 유해물질을 무해화 시키려면 2000℃이상에서 3초 이상 환원(개질)시켜야 한다. 이 발명은 PCBs 오염물질과 유해물질을 동시에 무해화 시키고 합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키려면 2000℃이상의 환원반응실에서 3초 이상 환원반응 시간을 주는 조건이 필요하다. 이와 같은 방법을 해결하기 위해서 밀폐된 공간에 외부의 공기가 차단된 상태의 고주파 유도가열 장치를 이용하여 고주파 유도가열 열전도 환원반응실과 나선형 환원반응 촉매관을 1300℃이상으로 열을 올려 폐오일을 분사시켜 환원반응으로 합성가스(Syngas/CO+H2)를 생성시켜 생성된 합성가스를 재순환시켜 증기(H2O)와 제2 환원반응실로 분사하여 증기(H2O)반응을 통하여 증기(H2O)가 700℃ 반응하여 3000℃의 고열을 발열하는 것을 이용하여 증기(H2O)반응을 통하여 제2 환원반응실 내부를 2000℃이상 발열 시키어 지속적으로 PCBs 폐오일을 분사시켜 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키고 가스상의 연료인 일산화탄소(CO)와 수소(H2)가 주성분인 수소 농도가 높은 질 좋은 합성가스(Syngas/CO+H2) 즉, 수소 농도가 높은 청정 연료를 얻는 것이다.
위와 같은 방법으로 폐오일(-CH2)의 유기물/탄화물(Carbonaceous material)을 1300℃이상에서 환원반응 할 경우 다음 화학식으로 가스화반응(환원반응)이 진행된다.
화학식(가스화반응/환원반응)으로서 (1)∼(4)에 해당된다.
(1) C + H2O → CO + H2
(2) C + CO2 → 2CO
(3) (-CH2)n + H2O → CO + 2H2
(4) (-CH2)n + CO2 → 2CO + H2
위와 같은 환원반응으로 2000℃이상에서 3초 이상 환원반응(개질반응)을 진행하여 핵폐기물의 2차 오염물질과 유해물질을 줄이는 한편 환경 친화적으로 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키고 가스상의 연료인 일산화탄소(CO)와 수소(H2)인 수소 농도가 높은 질 좋은 합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질)하여 재자원화 하여 동력인 기초화공업의 원료, 연소하여 열원으로, 가스발전용으로 재활용 하는데 그 목적이 있다.
다음과 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키는 방법과 합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치는 PCBs 폐오 일의 유기물을 가스화 생성물인 일산화탄소(CO)와 수소(H2)가 주성분인 합성가스(Syngas/CO+H2)로 재자원화 하여 재활용하고 PCBs 유해물질과 제2의 유해물질인 다이옥신(Dioxin) Total PCBs 및 CO-PCBs, PAHs, PAHs, SOx, NOx와 같은 유해물질 발생없이 환경 친화적으로 처리하기 위한 방법의 PCBs 폐오일 무해화 처리하는 방법과 합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치에 관한 고안을 제안한다.
1차로 제1 환원반응실에서 고주파 유도가열 장치로 1300℃의 열을 발생 시키어 제1 환원반응실 하단부에 설치된 PCBs 폐오일 분사구로 폐오일을 고주파 유도가열 열전도 환원반응실 안에 구성되어 있는 고주파 유도가열 열전도 나선형 촉매관으로 분사시켜 환원반응을 통하여 합성가스(Syngas/CO+H2)가 생성되어 제2 환원반응실의 육각 열전도 그릴블록을 통과 하면서 제3 환원반응실의 나선형 지연 촉매관을 지나 합성가스 배출관으로 배출되는 합성가스의 일부를 합성가스 재순환관으로 재순환시켜 혼합분사실로 보내어 증기(H2O)와 혼합하여 제2 환원반응실로 분사하여 증기반응을 통하여 2000℃이상의 열을 발열시킨다. 이 열을 지속적으로 발열 시키어 PCBs 폐오일을 분사시켜 제2 환원반응실내의 온도를 2000℃이상의 열을 발생시켜 PCBs 폐오일을 환원반응으로 3초 이상 환원(개질)하여 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키고 합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치다.
본 발명은 밀폐된 공간에서 산화반응 없이 PCBs 폐오일을 흡열반응으로 환원(개질)시켜 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키고 수소 농도가 높은 일산화탄소(CO)와 수소(H2)인 합성가스(Syngas/CO+H2)를 생성시키는 것이다.
제1 환원반응실의 고주파 유도가열 장치로 외부의 공기가 차단된 상태에서 1300℃이상의 열을 발생시켜 폐오일을 합성가스(Syngas/CO+H2)로 개질(환원)시키고 제2 환원반응실에 열효율을 높여 환원반응을 배가시키기 위해 육각 열전도 그릴블록을 적층시키고 육각 구멍을 좌우로 대칭되게 구성하였다. 환원 반응실의 온도를 2000℃이상 올리기 위해 증기(H2O)반응을 통하여 증기(H2O)를 650℃되게 하여 제2 환원반응실로 분사시켜 제2 환원반응실을 2000℃이상의 열을 환원반응 시간을 3초 이상 조건을 유지하여 폴리염화페닐(Ploy Chlorinated Biphenyl, PCBs)을 무해화 시키는 구성이다. 환원반응(개질반응) 시간을 2000℃에서 3초 이상 늘이기 위해 제1 환원반응실안의 환원반응 나선형 촉매관을 나선형 구조로 하여 길게 하고 제2 환원반응실의 육각 열전도 그릴블록 구멍을 좌우로 대칭되게 하여 적층하고 제3 환원반응실의 나선형 지연 촉매관도 나선형으로 길게 하여 환원반응 시간을 늘리었다. 이와 같은 방법으로 제2 환원반응실에서 1실의 환원반응실에서 2개의 환원반응, 개질반응을 일으키는 기술이다. 다음 기술 방식을 화학방식으로 나타내면 다음과 같다.
이 특허의 환원반응(개질반응)은 1실의 환원반응실에서 두개의 개질반응(환원반응) 즉 Steam개질(H2 + 1/2O2 → H2O + CH4 → CO + 3H2)과 Dry개질(CO + 1/2O2 → CO2 + CH4 → 2CO +2H2)이 동시에 진행된다. 이 두 개질의 반응은 각기 다른 H2/CO 비율을 만들어 증기(개질)반응 H2/CO 비율이 3.0이고 Dry반응(개질) 1.0을 생성한다. 이와 같은 반응을 이용하여 본 특허의 환원반응실/개질반응실내로 PCBs 폐오일을 분사시키어 일산화탄소(CO)와 수소(H2)로 바꾸어 배출하지 않고 포집하여 열을 낮추어 용기에 담아 재자원화 하는 기술이다.
이와 같은 과제를 이루기 위해 제1 환원반응실(1)의 고주파 유도가열 장치의 고주파 유도가열 코일(4)로 고주파 유도가열 열전도 환원반응실(가스화로)(12)과 환원반응 나선형 촉매관(11)을 1300℃이상 열을 높여 PCBs 폐오일 분사구(17)로 폐오일을 분사시키면 합성가스(Syngas/CO+H2)가 생성(발생)되어 제2 환원반응실의 열을 높이면서 제3 환원반응실(3)을 지나 합성가스(Syngas/CO+H2)배출구로 배출된다. 이 배출되는 합성가스(Syngas/CO+H2)의 일부를 재순환시켜 증기(H2O)와 같이 혼합 분사실(18)에서 650℃에서 맞추어서 (700℃가 넘으면 고온이 혼합 분사실(18) 안에서 발생된다) 제2 환원반응실로 분사시키면 증기(H2O)반응으로 2000℃이상의 고열을 발열하게 된다. 이 열을 이용하여 제2 환원반응실의 온도를 2000℃이상 발열하여 PCBs 폐오일을 분사시켜 분사되는 폐오일을 산화반응 없이 흡열반응으로 환원(개질)시켜 PCBs 유해물질을 무해와 시키고 폐오일을 합성가스(Syngas/CO+H2)로 개질( 환원)시켜 수소 농도가 높은 질 좋은 가스상의 연료인 합성가스(Syngas/CO+H2)를 생성시켜 재자원화 하여 기초화공업의 원료, 연소하여 열원으로, 가스발전용으로 재활용하는 것이다.
고주파 유도가열 장치를 이용해 제1 환원반응실에서 1300℃ 이상의 열을 발생시켜 폐오일을 제1 환원반응실로 분사하여 합성가스를 생성시켜 그 합성가스(Syngas/CO+H2)와 증기(H2O)를 혼합 분사실에서 혼합하여 제2 환원반응실로 분사하여 2000℃이상 고열을 발생시켜 PCBs 유해물질을 무해화 시키고 합성가스(Syngas /CO+H2)를 생성 시키는 것.
제1 환원반응실(1)의 나선형 촉매관의 길이를 수직보다 길게 하기 위하여 나선형 구조로 하여 고주파 유도가열(전자유도) 열전도를 최대로 받을 수 있게 하여 발열 시간을 단축하고 환원반응 시간을 늘리는 효과.
제2 환원반응실(2) 안의 육각 열전도 그릴블록의 육각 구조는 열전도 면적을 최대로 넓히고 발열 면적을 넓히어 환원반응을 배가 시키는 구조의 효과와 열전도 블록의 구멍을 좌우로 대칭되게 하여 환원반응(개질반응) 시간을 최대로 늘리고 환원반응을 배가 시키는 효과.
제3 환원반응실(3)의 구조 나선형 지연 촉매관도 나선형 구조로 길이를 길게 하여 환원반응 시간을 늘리는 효과.
이와 같은 방법의 구조장치로 2000℃이상에서 3초 이상 환원(개질)반응 시키 어 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키고 일산화탄소(CO)와 수소(H2)인 가스상의 연료인 합성가스(Syngas/CO+H2)를 생성(발생)되는 효과이다.
본 발명의 도1의 대표도에 의하여 상세히 설명한다면 본 발명은 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키고 합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질)시키는 장치의 구성으로 전체 실시 예에 따른 작동원리를 설명한다면, 전체 구성은 제1 환원반응실(1), 제2 환원반응실(2), 제3 환원반응실(3) 이 수직으로 구성된 형태의 구성으로 제1 환원반응실(1)은 고주파 유도가열 장치의 구성으로 고주파 유도가열 코일(4)로 고주파 유도가열 열전도 환원반응실(12), 환원반응 나선형 촉매관(11), PCBs 폐오일 분사구(17), 고온 단열재(16)로 구성하고 제2 환원반응실(2)은 고온 단열재(14), 고온 내화벽(13), 제2 환원반응실 내부에 육각 열전도 그릴블록 B1∼B5(5), 혼합 분사실(18), 증기(H2O) 분사구(15)의 구성과 제3환원 반응실(3)은 나선형 촉매관(7), 촉매관 덮개(8), 합성가스(Syngas/CO+H2) 배출관(20), 합성가스(Syngas/CO+H2) 재순환 조정밸브(19), 합성가스(Syngas/CO+H2) 배출구(6)로 구성된다.
위와 같은 구성의 작동 및 원리는 제1 환원반응실(1) 고주파 유도가열 장치의 고주파 유도가열 코일 A1∼A5(4)로 고주파 유도가열/전자유도 작용으로 고주파 유도가열 열전도 환원반응실(12)와 환원반응 나선형 촉매관(11)을 1300℃이상의 열 을 올리면서 제2 환원반응실 내부(10)와 육각 열전도 그릴블록(5), 제3 환원반응실의 나선형 지연 촉매관(7)을 열을 올리고 PCBs 폐오일 분사구(17)로 폐오일을 분사시키면 제1 환원반응실안의 환원반응 나선형 촉매관(11)에서 환원반응(개질반응)으로 합성가스(Syngas/CO+H2)가 발생(생성)되어 제2 환원반응실 내부의 육각 열전도 그릴블록 B1∼B5(5) 사이를 통과 하면서 제1 환원반응실의 환원반응 나선형 촉매관에서 미반응된 폐오일의 물질을 완전 환원반응(개질반응)하여 합성가스(Syngas/CO+H2)인 일산화탄소(CO)와 수소(H2) 가스로 환원되어 합성가스(Syngas/CO+H2) 배출관(6)으로 배출된다. 이 배출되는 합성가스(Syngas/CO+H2)를 재순환 조정밸브(19)를 일시적으로 배출을 차단시키고 합성가스(Syngas/CO+H2) 재순환관(9)로 재순환 시켜 혼합 분사실(18)에서 증기(H2O)와 650℃로 혼합하여 제2 환원반응실 내부로 분사하여2000℃이상의 고열을 발열 시키는 구성이다.
이러한 구성으로 작동하면 제2 환원반응실의 온도를 지속적으로 2000℃이상의 고열이 지속된다. 이때 합성가스(Syngas/CO+H2) 재순환 조정밸브(19)를 조정하여 일부의 합성가스(Syngas/CO+H2)는 재순환관으로 재순환시켜 지속적으로 열을 발열시켜 2000℃이상에서 3초 이상 환원반응을 유도하여 환원시켜 PCBs 폐오일의 폴리염화비페닐(Ploy Chlorinated Bipheuyl, PCBs)의 유해물질을 무해화 시키고 합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질)시켜 80℃이하로 열을 낮추어 용기에 담으면 된다. 이러한 방법으로 환경 친화적으로 재자원화 할 수 있는 발명의 구성이다.
구체적인 작동원리는 제1 환원반응실의 환원반응 나선형 촉매관(11)은 촉매관의 길이를 길게 하기 위해 나선형 구조로 하여 고주파 유도가열(전자유도) 열전도를 최대로 받을 수 있게 하고 나선형으로 환원반응(개질반응) 물질이 지나가는 시간을 늘리는 구조로 하여 환원반응(개질반응) 시간을 늘렸다.
(도3) 도1의 육각 열전도 그릴블록 적층 배열도에서 B1∼B5로 적층배열을 육각 열전도 구멍은 좌우로 대칭되게 배열 구조하여 환원반응을 배가 시키는 구조.
(도4)에서 도시한 것과 같이 환원반응을 배가 시키는 구조와 배출되는 시간을 늘이는 구조 벌집 모양의 구멍을 좌우로 대칭시킨 구조는 높은 압력을 가진 합성가스(Syngas/CO+H2)가 수직으로 빠지지 않고 좌충우돌하면서 빠져 나가면서 환원반응(개질반응)을 배가 시키고 환원 시간을 늘리는 구조.
위와 같은 구조로 제1 환원반응실의 환원반응 나선형 촉매관(11) 제2 환원반응실의 육각 열전도 그릴블록(5) 제3 환원반응실의 나선형 촉매관(7)의 구조로 환원반응 시간을 2000℃에서 3초 이상 반응을 유도하는 구조의 구성.
위와 같은 구조와 원리로 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키는 구조 또한 폐오일도 완전하게 환원 시키는 구성으로 합성가스(Syngas/CO+H2)인 일산화탄소(CO)와 수소(H2)가 주성분인 합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치의 구성.
도1 : 본 발명의 대표도 전체 구성과 단면도
도2 : 도1-(5) 육각 열전도 그릴블록 부분 상세도와 부분 사시도
도3 : 도1-(5) 육각 열전도 그릴블록 B1∼B5 적층 배열도
도4 : 도1-(5) 육각 열전도 그릴블록 사이에서 PCBs 폐오일의 개질반응(환원반응) 상태도
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
도1 - (1) 제1 환원반응실
(2) 제2 환원반응실
(3) 제3 환원반응실
(4) 고주파 유도가열 코일
(5) 육각 열전도 그릴블록
(6) 합성가스(Syngas/CO+H2) 배출구
(7) 나선형 지연 촉매관
(8) 나선형 촉매관 덮개
(9) 합성가스(Syngas/CO+H2) 재순환관
(10) 제2 환원반응실 하단부
(11) 나선형 환원반응 촉매관
(12) 고주파 유도가열 열전도 환원 반응관
(13) 고온 내화벽
(14) 고온 단열재
(15) 증기(H2O) 분사구
(16) 고온 단열재
(17) PCBs 폐오일 분사구
(18) 혼합 분사실
(19) 합성가스(Syngas/CO+H2) 재순환 조정밸브
(20) 합성가스(Syngas/CO+H2) 배출관

Claims (1)

  1. PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 처리하는 방법과 폐오일의 유기물/탄화물(Carbonaceous material)을 가스상의 연료인 합성가스(Syngas/CO+H2)로 개질시키는 장치에 있어서 고주파 유도가열 장치를 이용하여 밀폐된 공간에서 산화반응 없이 흡열반응으로 환원반응실의 온도를 1300℃이상 열을 올려 PCBs 폐오일을 흡열반응으로 환원시켜 합성가스(Syngas/CO+H2)가 생성되면 생성된 합성가스(Syngas/CO+H2)를 재순환시켜 증기(H2O)와 혼합하여 제2환원반응실로 분사하여 증기(H2O)반응을 통하여 2000℃이상의 고열을 발열시켜 PCBs 폐오일의 유해물질을 무해화 시키는 방법과 합성가스(Syngas/CO+H2) 생성(발생)시키는 장치에 있어서 제1 환원반응실의 고주파 유도가열 장치를 이용하여 고주파 유도가열 코일(4), 고주파 열전도 환원반응실 열전도 환원반응실(12), 고주파 열전도 환원반응 촉매 파이프(11)의 나선형의 형태로 환원반응 시간을 늘리는 구성.
    제2 환원반응실의 육각 열전도 그릴블록(5)은 열전도 면적을 넓게 구성하여 환원반응을 배가시킨 구성.
    혼합 분사실(18)에서 재순환된 합성가스(Syngas/CO+H2)와 증기(H2O)를 혼합하여 제2 환원반응실로 분사하여 2000℃이상의 고열을 발열 시키는 구조와 방법으로 제2 환원반응실의 온도를 지속적으로 2000℃이상 유지시켜 PCBs 유해물질을 3초 이상 환원(개질) 시키는 방법으로 유해물질을 무해화 시키고 폐오일의 유기물을 합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질)시키는 장치.
    제3 환원반응실의 나선형 지연 촉매 파이프의 나선형 촉매 파이프가 환원반응 시간을 길게 늘려 주는 나선형의 구조와 방식.
KR1020080005579A 2008-01-18 2008-01-18 PCBs 폐오일 무해화 처리하는 방법과합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치 KR20080012394A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080005579A KR20080012394A (ko) 2008-01-18 2008-01-18 PCBs 폐오일 무해화 처리하는 방법과합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080005579A KR20080012394A (ko) 2008-01-18 2008-01-18 PCBs 폐오일 무해화 처리하는 방법과합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080012394A true KR20080012394A (ko) 2008-02-11

Family

ID=39340521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080005579A KR20080012394A (ko) 2008-01-18 2008-01-18 PCBs 폐오일 무해화 처리하는 방법과합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080012394A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101418764B1 (ko) * 2013-07-04 2014-07-11 김동례 폐기물의 열분해과정에서 발생하는 열분해가스 개질장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101418764B1 (ko) * 2013-07-04 2014-07-11 김동례 폐기물의 열분해과정에서 발생하는 열분해가스 개질장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109200969B (zh) 低温等离子双电场辅助处理含二氧化碳和/或一氧化碳气体合成化合物的方法
RU2633565C1 (ru) Способ и установка для сопряженного пиролиза биомассы под давлением
Hu et al. Co-gasification of municipal solid waste with high alkali coal char in a three-stage gasifier
US20100219062A1 (en) Method and apparatus for plasma gasification of carbonic material by means of microwave radiation
KR20060045027A (ko) 고온 개질기
Budhraja et al. Plasma reforming for hydrogen production: Pathways, reactors and storage
US20090077887A1 (en) Method and apparatus for treating a syngas
Xu et al. Simultaneous removal of toluene, naphthalene, and phenol as tar surrogates in a rotating gliding arc discharge reactor
Sasujit et al. Overview of tar reduction in biomass-derived producer gas using non-thermal plasma discharges.
Lin et al. Hydrogen-rich gas production from hydrochar derived from hydrothermal carbonization of PVC and alkali coal
KR101995128B1 (ko) 가스 개질을 위한 마이크로웨이브 개질기
CN111777309A (zh) 一种减少排放的污泥处理方法
US20050070751A1 (en) Method and apparatus for treating liquid waste
KR20080012394A (ko) PCBs 폐오일 무해화 처리하는 방법과합성가스(Syngas/CO+H2)로 환원(개질) 시키는 장치
EP3498665B1 (en) Method for the production of synthesis gas
JP2008018371A (ja) 有機性廃棄物の利用方法
CA2903174C (en) Waste disposal
Wang et al. Harmless process of organic matter in organosilicon waste residue by fluidization-like DDBD reactor: Temperature action and mechanism
RU2006122358A (ru) Способ переработки органических отходов (варианты)
WO2015039195A1 (en) Method and device for carbon dioxide capturing and its transformation into gaseous fuel
US20140157789A1 (en) Procedure and installation for plasma heat treatment of a gas mixture
KR101804013B1 (ko) 소각 및 가스화 공정 배가스의 플라즈마 처리 장치
KR102364211B1 (ko) 가스화 디바이스 및 가스화 디바이스의 마이크로파 플라즈마 지연 시스템을 구비한 플라즈마 셔터
KR20140090417A (ko) 이산화탄소 재사용 시스템
KR20210053536A (ko) 과열증기 생성장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
E601 Decision to refuse application