KR20090000844A

KR20090000844A - 유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공해물질제거방법 및 장치

Info

Publication number: KR20090000844A
Application number: KR1020070064701A
Authority: KR
Inventors: 강수호
Original assignee: 한국하이테크 주식회사
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-01-08
Also published as: KR100896240B1

Abstract

본 발명은 유기성 폐기물을 이용하여 탄화물 제조시 그 유기성 폐기물의 건조에 따른 배출가스에 함유된 공해물질을 간단한 구조의 시설물에 의해 대기오염을 최소화할 수 있도록 최대한 깨끗하게 정화시켜 대기로 배기할 수 있도록 하기 위하여,

유기성 폐기물을 탄화물로 제조시 그 유기성 폐기물의 파쇄물을 열풍 건조기에 의해 건조하는 과정에서 발생하는 공해물질이 함유된 배출가스의 입자성 물질을 제거하는 집진단계를 포함하여 공해물질을 제거하는 방법에 있어서, 상기 집진단계 후 그 집진단계에서 제거되지 못한 미세한 입자성의 물질을 다수의 필터에 의해 제거하는 필터링단계와; 상기 필터링된 배출가스를 고온에서 휘발성유기화합물질(VOC)를 완전 연소하여 제거하는 연소처리단계와; 상기 연소처리된 배출가스를 그에 함유된 미세분진 및 고농도의 분진을 다층의 여과포에 의해 제거하는 미세분진제거단계와; 상기 미세분진제거 후 연도를 통하여 배기하는 배기단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공해물질 제거방법 및 장치에 관한 것이다.

유기성, 폐기물, 탄화물, 집진, 필터, 유기물질, 연소, 제거

Description

유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공해물질 제거방법 및 장치{a pollutional material eliminating apparatus and method for a carbide producing progress with an organic waste}

도 1은 본 발명의 제거단계를 개략적으로 나타낸 요부 블럭도.

도 2는 본 발명의 제거장치를 개략적으로 나타낸 요부도.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 프리필터를 개략적으로 나타낸 요부도.

도 4는 본 발명의 축열식 산화기를 개략적으로 나타낸 요부도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 백필터를 개략적으로 나타낸 요부도.

도 6은 종래 유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공개물질 제거장치를 개략적으로 나타낸 요부도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 프리필터 12 : 하우징

14 : 필터부 15 : 유입부

16 : 배출부 20 : 연소수단

22 : 분산날개 23 : 축열층

24 : 촉매층 25 : 연소실

26 : 배출실 28 : 바이패스 라인

30 : 백필터 32 : 여과포

40 : 연도 B : 버너

F : 송풍기 M : 구동원

100 : 열풍 건조기 110 : 집진기

본 발명은 유기성 폐기물을 이용하여 탄화물 제조시 그 유기성 폐기물의 건조에 따른 배출가스에 함유된 공해물질을 간단한 구조의 시설물에 의해 대기오염을 최소화할 수 있도록 최대한 깨끗하게 정화시켜 대기로 배기할 수 있도록 한 유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공해물질 제거방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유기성 폐기물을 이용하여 탄화물을 제조하는 과정은 수거된 유기성 폐기물의 특성에 따라 여러 파쇄 및 분류공정을 거쳐 유기성 폐기물만을 입자상태로 파쇄한 후 그 파쇄물을 통상의 열풍 건조기에서 열풍 건조과정을 거쳐 건조시키고 그 건조된 건조물을 통상적인 건류법에 의해 탄화하는 건류식 탄화기를 통하여 탄화물로 제조하였다.

상기에서, 열풍 건조기로 공급되는 열풍은 재활용 차원에서 상기 건류식 탄화기의 탄화과정에서 발생하는 고온의 열풍인 건류가스 연소열을 공급하여 사용하는 것이 바람직하나. 별도의 연소수단에 의해 발생되는 열풍을 공급하여도 무방하다.

이렇게, 유기성 폐기물을 이용하여 탄화물을 제조하는 과정에서 열풍 건조기에서 열풍 건조시 발생하는 배출가스에는 많은 량의 습한 수분이 함유되어 있음은 물론 악취 및 분진 등과 같은 공해물질이 방출됨에 따라 대기오염이 심각해지는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해소하고자 본 출원인에 의해 선출원하여 등록받은 특허등록 제557472호 "유기성 폐기물을 이용한 숯 제조에 따른 공해물질 제거방법 및 장치"를 안출한 바, 이를 첨부된 도면 도 6을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 열풍 건조기(100)에서 방출되는 공해물질을 공급관로(L)를 통해 공급받아 그에 함유된 분진을 원심분리시켜 제거하여 공급하는 원심분리형 집진기(110)와, 상기 분진이 제거된 공해물질을 공급관로(L)를 통하여 공급받아 그 공해물질로 함유된 수분을 응축시켜 수분이 제거되는 건증기로 만들어 공급하는 응축기(120)와, 상기 수분이 제거된 건증기를 공급관로(L)를 통하여 상기 건류식 탄화기(200)의 각 연소실로 공급하여 공해성분을 완전 연소시켜 연소된 공기를 상기 열풍 건조기로 공급한 이외의 공기를 공급관로(L1)를 거쳐 공급받아 열교환시켜 공급하는 제1 열교환기(30)와, 상기 열교환된 공기를 공급관로(L)를 통해 공급받아 그 관로 상에서의 공해성분의 생성을 억제하고자 재차 열교환하여 공급하는 제2 열교환기(140)와, 상기 재열교환 공기를 공급관로(L)를 통해 공급받아 미세한 공해성분을 재집진하여 공급하는 고성능 집진기(150)와, 상기 재집진된 공기를 배기관(62)으로 설치된 송풍기(164)를 통해 대기로 배출하는 연도(160)로 구성된다.

그에 따라 유기성 폐기물을 탄화물로 제조하고자 열풍 건조기에서 배출되는 배기가스에 함유된 공해물질을 용이하게 제거할 수 있는 장점을 가지고 있었으나, 공해물질을 제거하기 위한 각 시설물의 구조가 복잡할 뿐만 아니라 그로 인한 시설물의 규모가 커질 수 밖에 없는 조건을 가지게 됨은 물론 각 시설물 간의 연결구조 또한 상당히 복잡한 문제점을 가지고 있었다.

이에, 본 발명은 본 출원인이 선출원하여 등록 받은 특허등록 제557472호 "유기성 폐기물을 이용한 숯 제조에 따른 공해물질 제거방법 및 장치"를 토대로 개량 발명한 것으로, 그 목적은 유기성 폐기물을 이용하여 탄화물 제조시 그 유기성 폐기물의 건조에 따른 배출가스에 함유된 공해물질을 간단한 구조의 시설물에 의해 대기오염을 최소화할 수 있도록 최대한 깨끗하게 정화시켜 대기로 배기할 수 있도록 한 유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공해물질 제거방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 프리필터에 의해 미세 분진을 제거시 유분에 의해 막힘을 최소화할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명은, 유기성 폐기물을 탄화물로 제조시 그 유기성 폐기물의 파쇄물을 열풍 건조기에 의해 건조하는 과정에서 발생하는 공해물질이 함유된 배출가스의 입자성 물질을 제거하는 집진단계를 포함하여 공해물질을 제거하는 방법에 있어서, 상기 집진단계 후 그 집진단계에서 제거되지 못한 미세한 입자성의 물질을 다수의 필터에 의해 제거하는 필터링단계와; 상기 필터링된 배출가스를 고온에서 휘발성유기화합물질(VOC)를 완전 연소하여 제거하는 연소 처리단계와; 상기 연소처리된 배출가스를 그에 함유된 미세분진 및 고농도의 분진을 다층의 여과포에 의해 제거하는 미세분진제거단계와; 상기 미세분진제거 후 연도를 통하여 배기하는 배기단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연소처리단계에서 연소된 일부의 연소열을 필터링단계로 유입되기 직전의 배출가스로 공급하는 것을 특징으로 한다.

유기성 폐기물을 탄화물로 제조시 그 유기성 폐기물의 파쇄물을 열풍 건조기에 의해 건조하는 과정에서 발생하는 공해물질이 함유된 배출가스의 입자성 물질을 송풍기의 유입압력에 의해 제거하는 집진기를 포함하여 공해물질을 제거하는 장치에 있어서, 상기 집진기에서 입자성 물질이 제거된 배출가스를 상기 송풍기의 유인압력에 의해 제거되지 않은 미세한 입자성 물질을 제거하는 프리필터와; 상기 미세한 입자성 물질이 제거된 배출가스를 송풍기로부터 공급받아 휘발성유기화합물 및 유기성악취가스를 고온에서 연소처리하는 연소수단과; 상기 연소처리된 배출가스를 공급받아 다층의 여과포에 의해 미세분진 및 고농도의 분진을 제거하는 백필터와; 상기 미세분진 및 고농도의 분진이 제거된 배출가스를 대기로 배기하는 연도로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 프리필터는 하우징의 내부 중간에 형성되는 필터부에 의해 구획되고, 그 필터부를 기준하여 각각의 유입부와 배출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연수수단에는 집진기에서 프리필터로 유입되는 배출가스에 고온의 연소열 일부를 공급하기 위한 바이패스 라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제거단계를 개략적으로 나타낸 요부 블럭도이다.

도시된 바와 같이 유기성 폐기물을 탄화물로 제조시 그 유기성 폐기물의 파쇄물을 열풍 건조기에 의해 건조하는 과정에서 발생하는 공해물질에 함유된 배출가스의 중량을 가지고 일정 크기를 가지는 입자성 물질을 통상의 원심분리기 등과 같은 원심분리방식으로 집진시켜 제거하는 집진단계(S1)를 포함하여 공해물질을 제거하는 방법에 있어서,

본 발명은, 유기성 폐기물을 이용하여 탄화물 제조시 그 유기성 폐기물의 건조에 따른 배출가스에 함유된 공해물질을 간단한 구조의 시설물에 의해 대기오염을 최소화할 수 있도록 최대한 깨끗하게 정화시켜 대기로 배기할 수 있도록 하기 위하여,

상기 집진단계 후 그 집진단계에서 제거되지 못한 미세한 입자성의 물질을 필터에 의해, 즉 대략 100메쉬(245㎛)로 254㎛ 이상의 물질을 제거하는 필터링단계(S2)를 거친다.

그에 따라 필터링단계에서는 상기 집진단계에서 제거되지 못한 미세한 입자성의 물질을 통과시키지 않고 필터에 의해 용이하게 제거하게 되는 것이다.

상기 필터링된 미세한 입자성의 물질이 제거된 배출가스는 약 800℃의 고온에서 휘발성유기화합물질(VOC) 및 유기성 악취가스 등을 완전 연소하여 제거하는 연소처리단계(S3)를 거친다.

그에 따라 배출가스에 함유되어 있는 휘발성유기화합물질이나 유기성 악취가스를 고온에서 완전 연소하여 깨끗하게 제거하게 되는 것이다.

상기 연소처리된 배출가스를 그에 함유된 미세분진 및 고농도의 분진을 다층으로 구비되는 여과포에 의해, 즉 약 0.5㎛ 이상까지의 미세분진 및 고농도의 분진을 제거하는 미세분진제거단계(S4)를 거치게 된다.

그로 인해 배출가스에 함유된 미세분진 및 고농도의 분진까지를 다층으로 구비되는 여과포에 의해 제거함에 따라 배출가스에는 대기를 오염시키는 공해물질이 잔류하지 않게 되는 것이다.

상기 미세분진제거 후 공해물질인 유해한 분진이나 가스 또는 냄새나 악취 등이 깨끗하게 제거된 배출가스만을 통상적인 연도를 통하여 대기로 배기하는 배기단계(S5)를 포함하여 구성되는 것을 나타낸 것이다.

따라서, 유기성 폐기물을 이용하여 탄화물 제조에 따른 열풍 건조기에서 발생되는 배출가스에 함유된 각종 유해한 분진이나 가스, 냄새 및 악취 등을 복잡한 시설물이 아닌 간단한 구조의 시설물에 의해 깨끗하게 제거하여 배기시킴에 따라 대기오염을 최소화할 수 있는 것이다.

한편, 상기 연소처리단계에서 연소된 일부의 연소열을 필터링단계로 유입되기 직전의 배출가스로 공급하므로서, 그 배출가스가 필터링단계로 유입되는 직전 온도가 상승되어, 즉 집진기에서 필터링단계로 유입되는 배출가스의 온도는 약 110℃인데, 그 배출가스의 온도를 연소처리단계에서 연소된 일부의 연소열을 공급하여 약 120~130℃로 상승시킴에 따라 필터링하는 과정에서 유분 등에 의해 막힘 없이 원활하게 필터링이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 제거장치를 개략적으로 나타낸 요부도이다.

도시된 바와 같이 유기성 폐기물을 탄화물로 제조시 그 유기성 폐기물의 파쇄물을 열풍 건조기(100)에 의해 건조하는 과정에서 발생하는 공해물질이 함유된 배출가스의 입자성 물질을 송풍기(F)의 유입압력에 의해 중량을 가지고 일정 크기를 가지는 입자성 물질을 통상의 원심분리기 등과 같은 원심분리방식으로 집진시켜 제거하는 집진기(110)를 포함하여, 이때 상기 집진기는 집진 효율성을 높일 수 있도록 병렬로 연결하여 공해물질을 제거하는 장치에 있어서,

상기 집진기에서 제거되지 못한 미세한 입자성의 물질을 상기 송풍기(F)의 유입압력에 의해 약 100메쉬(245㎛)로 254㎛ 이상의 미세한 입자성의 물질을 제거하는 프리필터(10)를 구비한다. 이때, 집진기를 거쳐 프리필터로 유입되는 배출가스의 온도는 약 110℃ 정도이다.

상기에서, 프리필터(10)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 하우징(12)의 내부 중간에 스테인레스 재질로 내산성, 내구성 및 내열성을 가지면서 약 100메쉬(245㎛)로 254㎛ 이상의 미세한 입자성의 물질을 필터링할 수 있도록 형성되는 필터부(14)에 의해 구획되고, 그 필터부를 기준하여 각각의 유입부(15)와 배출 부(16)가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

그에 따라 집진기에서 제거하지 못하는 254㎛ 이상의 미세한 입자성의 물질까지 상기 필터부에서 용이하게 제거하게 되는 것이다.

또한, 상기 프리필터는 한쌍으로 구비하여, 하나를 사용하는 과정에서 이상 발생시나 청소 등이 요구될 때 사용하는 것을 중단하고 또 다른 하나를 바로 연결하여 번갈아가면서 사용할 수 있도록 하므로서, 공해물질 제거를 멈추지 않고 지속적으로 행하여 효율성을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 프리필터의 각 유입구에는 통상의 개폐수단인 댐퍼를 설치하여 필요로 하는 프리필터를 사용시 개방하고 사용하지 않을 때 폐쇄할 수 있도록 한다.

상기 프리필터에서 미세한 입자성 물질이 제거된 배출가스를 송풍기로부터 공급받아 휘발성유기화합물 및 유기성악취가스를 고온에서 연소시키는 연소수단(20)를 거쳐 제거된다.

상기에서, 연소수단은 통상적인 통로가 구비되는 하우징 내부에서 배출가스를 통과시키면서 버너 등에 의해 약 800℃의 고온으로 연소시키는 구조이면 족하다.

그러나, 상기 연소수단은 유기물질을 연소 가능하도록 온도, 체류시간, 혼합의 세가지 조건을 만족시키면서 99% 이상의 처리효율을 갖는 것이 바람직한 것으로, 이는 도 4에 도시된 바와 같이 등록실용신안 제199716호 "회전형 로터에 의해 풍향을 분배하는 연소설비"를 적용하는 것이 바람직하다.

즉, 연소수단(20)은 상기 송풍기로 공급받은 배출가스가 구동원(M)에 의해 회전되는 분산날개(22)에 의해 상부측으로 축열층(23)과 촉매층(24) 및 버너(B)에 의해 연소되는 연소실(25)를 거쳐 고온의 약 800℃ 이상으로 연소되어 그 배출가스에 함유된 휘발성유기화합물 및 유기성악취가스를 등을 완전연소시킨 후 배출실(26)를 통하여 배출하는 구조를 가지는 것이 바람직하다.

그에 따라 상기 연소수단으로 유입되는 배출가스에 함유된 휘발성유기화합물 및 유기성악취가스 등은 연소실에서 고온에 의해 완전연소시켜 제거하면서 연소시 발생하는 열량을 축열층에서 열을 회수하여 고효율의 에너지를 절약할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

다시말해서, 상기 연소수단은 기존의 축열방식을 탈피하여 풍향의 전환을 분산날개의 회전에 의해 원형으로 분할된 가스의 유도로 연속적인 흐름이 이루어져 항상 축열층의 일측, 즉 배출가스의 유입되는 부분은 예열되고, 타측인 연소 후 배출되는 부분은 열을 회수하는 역할을 지속적으로 수행하여 완전연소가 가능한 조건을 가지게 되는 것이다.

그리고, 상기 연소수단(20)에는 집진기(110)에서 프리필터(10)로 유입되는 배출가스에 고온의 연소열 일부를 공급하기 위한 바이패스 라인(28)을 구비하므로서, 상기 프리필터로 유입되는 약 110℃ 정도의 배출가스를 약 150℃로 상승시켜 프리필터의 필터부가 유분에 의해 막히는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 연소처리된 배출가스를 공급받아 교체 가능하도록 도 5a 및 도 5b에서와 같이 다층의 여과포(32)에 의해 약 0.5㎛ 이상의 미세분진 및 고농도의 분진을 제거하는 집진효율성이 높은 통상적인 백필터(30)를 통하여 배출가스에 함유되어 있는 미세분신 및 고농도의 분진을 제거한다. 이때, 상기 여과포에 포집되는 미세분진 및 고농도의 분진은 여과포를 분리하여 제거하거나 또는 통상적인 흡입기 등을 사용하여 제거할 수 있는 것이다.

또한, 상기 백필터 또한 프리필터와 같이 한쌍으로 구비하여, 하나를 사용하는 과정에서 이상 발생시나 청소 등이 요구될 때 사용하는 것을 중단하고 또 다른 하나를 바로 연결하여 번갈아가면서 사용할 수 있도록 하므로서, 공해물질을 제거를 멈추지 않고 지속적으로 제거할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게, 상기 미세분진 및 고농도의 분진까지 제거된 배출가스를 대기로 배기하는 연도(40)를 포함하여 구성된다.

따라서, 유기성 폐기물을 이용하여 탄화물을 제조시 열풍 건조기로부터 배출되는 배출가스에 함유된 각종 유해한 분진이나 가스, 냄새 및 악취 등을 복잡한 시설물이 아닌 간단한 구조의 시설물에 의해 깨끗하게 제거하여 배기시킴에 따라 대기오염을 최소화할 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 본 출원인이 선출원하여 등록 받은 특허등록 제557472호 "유기성 폐기물을 이용한 숯 제조에 따른 공해물질 제거방법 및 장치"를 토대로 개량한 것으로, 유기성 폐기물을 이용하여 탄화물 제조시 그 유기성 폐기물의 건조에 따른 배출가스에 함유된 공해물질을 간단한 구조의 시설물에 의해 대기오염을 최소화할 수 있도록 최대한 깨끗하게 정화시켜 대기로 배기할 수 있도 록 하므로서, 간단한 구조로 인한 공해물질 제거장치를 소형화할 수 있는 효과와 함께 설치면적을 최소화 함은 물론 그에 따른 설치 비용도 절감하면서 대기오염을 극소화할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 프리필터에 공급되는 배출가스의 온도를 연소수단에서 고온의 일부를 공급하여 상승시켜 공급하므로서, 그 프리필터의 필터부가 유분에 의해 막히는 현상을 최소화되는 효과와 함께 그로 인해 공해물질 제거가 보다 원활하게 이루어질 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims

유기성 폐기물을 탄화물로 제조시 그 유기성 폐기물의 파쇄물을 열풍 건조기에 의해 건조하는 과정에서 발생하는 공해물질이 함유된 배출가스의 입자성 물질을 제거하는 집진단계를 포함하여 공해물질을 제거하는 방법에 있어서,

상기 집진단계 후 그 집진단계에서 제거되지 못한 미세한 입자성의 물질을 다수의 필터에 의해 제거하는 필터링단계(S2)와;

상기 필터링된 배출가스를 고온에서 휘발성유기화합물질을 완전 연소하여 제거하는 연소처리단계(S3)와;

상기 연소처리된 배출가스를 그에 함유된 미세분진 및 고농도의 분진을 다층의 여과포에 의해 제거하는 미세분진제거단계(S4)와;

상기 미세분진제거 후 연도를 통하여 배기하는 배기단계(S5)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공해물질 제거방법.
제1항에 있어서, 상기 연소처리단계에서 연소된 일부의 연소열을 필터링단계로 유입되기 직전의 배출가스로 공급하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공해물질 제거방법.
유기성 폐기물을 탄화물로 제조시 그 유기성 폐기물의 파쇄물을 열풍 건조기 에 의해 건조하는 과정에서 발생하는 공해물질이 함유된 배출가스의 입자성 물질을 송풍기의 유입압력에 의해 제거하는 집진기를 포함하여 공해물질을 제거하는 장치에 있어서,

상기 집진기에서 입자성 물질이 제거된 배출가스를 상기 송풍기의 유인압력에 의해 제거되지 않은 미세한 입자성 물질을 제거하는 프리필터(10)와;

상기 미세한 입자성 물질이 제거된 배출가스를 송풍기로부터 공급받아 휘발성유기화합물 및 유기성악취가스를 고온에서 연소처리하는 연소수단(20)과;

상기 연소처리된 배출가스를 공급받아 다층의 여과포(32)에 의해 미세분진 및 고농도의 분진을 제거하는 백필터(30)와;

상기 미세분진 및 고농도의 분진이 제거된 배출가스를 대기로 배기하는 연도(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공해물질 제거장치.
제3항에 있어서, 상기 프리필터(10)는 하우징(12)의 내부 중간에 형성되는 필터부(14)에 의해 구획되고, 그 필터부를 기준하여 각각의 유입부(15)와 배출부(16)가 형성되는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공해물질 제거장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 연수수단(20)에는 집진기(110)에서 프리필터(10)로 유입되는 배출가스에 고온의 연소열 일부를 공급하기 위한 바이패스 라 인(28)을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물을 이용한 탄화물 제조에 따른 공해물질 제거장치.