KR20100076757A - Pyrolysis furnace, incineration furnace and waste pyrolysis system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 분해로와 연소로 및 이를 이용한 폐기물의 열분해 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 폐기물의 투입 후(後) 열분해 완료에 이르는 전(全) 과정에 걸쳐 일정한 진공상태를 유지하는 것은 물론 상기 열분해 과정 중에 폐기물로부터 발생되는 기름성분과 가스성분을 연료로 활용하여 고온을 유지하는 소각로와, 상기 폐기물의 투입 후(後) 열분해 완료의 전(全) 과정에 걸쳐 발생되는 각종 혼합기체와 발열수단의 접촉공간을 극대화하여 유해한 혼합기체를 완전 연소시키는 소각로 그리고 상기 분해로와 연소로를 이용하여 폐기물을 열분해하는 고효율의 열분해 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cracking furnace and a combustion furnace and a pyrolysis system of waste using the same. More specifically, the present invention not only maintains a constant vacuum state throughout the entire process from the input of waste to pyrolysis, but also utilizes the oil and gas components generated from the waste as fuel as the fuel. Incinerator which maintains high temperature and incinerator which completely burns harmful mixed gas by maximizing contact space of various mixed gases and heat generating means generated during the entire process of pyrolysis completion after the input of waste. A high efficiency pyrolysis system for pyrolyzing waste by using a furnace and a combustion furnace.
최근 들어 사회가 본격적인 산업화 양상을 나타내면서 '대량생산와 대량소비'에 따른 폐기물이 급증하는 가운데 폐기물 처리에 수반되는 환경오염 문제가 심각하게 대두됨에 따라 효율적인 폐기물 처리방안이 시급히 요구되고 있다.In recent years, as the society is showing full-scale industrialization, as the waste caused by 'mass production and mass consumption' is rapidly increasing, the environmental pollution accompanying the waste disposal is seriously demanded, therefore, an efficient waste disposal plan is urgently required.
일반적으로 폐기물이란 쓸모없게 되어 버리는 물질을 총칭하며, 통상적 관념내지는 폐기물 관리법에 따르면 '쓰레기·연소재·오니(汚泥)· 폐유(廢油)·폐산·폐알칼리·동물 사체 등 사람의 생활이나 산업활동에 필요없게 되어 버리는 물질'로 정의된다.In general, waste is a generic term for materials that become obsolete, and according to the conventional waste management law, people's lives or industries such as garbage, combustion materials, sludge, waste oil, waste acid, waste alkali, animal carcasses, etc. Substance that is no longer needed for activity.
한편, 현재 사용되고 있는 폐기물 처리방안에는 '감량', '재활용', '재생', '매립', '소각' 등이 있다.Meanwhile, currently used waste treatment methods include 'reduction', 'recycling', 'recycling', 'landfill' and 'incineration'.
이 중에서 감량, 재활용, 재생 등은 최종적인 폐기물 처리방안이 되지 못하는 관계로 제외하고, 매립은 장기간에 걸쳐 심각한 토질 및 수질오염을 초래하므로 각국의 강력한 규제대상이 되고 있다. 따라서 현재로서는 주로 '소각'의 방법이 사용되는데, 이는 화염(火焰)을 이용하여 폐기물을 태워 제거하는 방법이다.Among them, the reduction, recycling, and regeneration are not the final waste disposal methods, and landfilling is a strong regulation subject in each country because it causes serious soil and water pollution over a long period of time. Therefore, at present, the method of 'incineration' is mainly used, which is a method of burning wastes by using a flame.
하지만 '소각'에 의한 폐기물 처리방법 역시 여러가지 문제점을 나타낸다.However, waste treatment by incineration also presents various problems.
즉, 폐기물에 직접적인 화염을 가하는 소각의 경우에 폐기물의 적재량, 밀도, 수분 함유량, 소각로 크기, 가열온도와 같은 여러 요인으로 인해 완전연소가 실질적으로 불가능하고, 불완전 연소에 따른 그을음, 먼지, 대기오염 공해배출가스 등이 다량 발생하는 문제점이 있다.That is, in the case of incineration where the flame is directly applied to the waste, it is practically impossible to burn completely due to various factors such as waste load, density, moisture content, incinerator size and heating temperature, and soot, dust and air pollution due to incomplete combustion. There is a problem that a large amount of pollution emission gas and the like.
이에 따라 고온 및 진공환경에서 폐기물을 열분해(pyrolysis)하는 방법이 소개된 바 있는데, 첨부된 도 1은 해당기술을 이용한 일반적인 폐기물 처리장치의 개요도이다.Accordingly, a method of pyrolysis waste in a high temperature and vacuum environment has been introduced, and FIG. 1 is a schematic diagram of a general waste treatment apparatus using the technology.
보이는 것처럼, 일반적인 폐기물 처리장치는 폐기물을 분쇄하는 분쇄장치(6)와, 분쇄된 폐기물을 열분해하는 열분해로(10)와, 폐기물 열분해 중에 발생되는 각 종 기체를 연소시키는 연소로(14)를 포함한다. As can be seen, a general waste treatment apparatus includes a pulverizer 6 for crushing waste, a pyrolysis furnace 10 for pyrolyzing the pulverized waste, and a combustion furnace 14 for burning various gases generated during waste pyrolysis. do.
그리고 분쇄장치(6)에는 폐기물 투입을 위한 호퍼(hopper:1) 및 기체흡입을 위한 진공펌프(vacuum pump:5)가 부설되고, 열분해로(10)에는 폐기물의 열분해를 위한 버너(burner:15)가 장착되며, 연소로(14)에는 별도의 화염이 생성된다.In addition, a hopper (1) for waste input and a vacuum pump (5) for gas intake are installed in the pulverization apparatus 6, and a burner (burner: 15) for pyrolysis of waste is installed in the pyrolysis furnace 10. ) Is mounted, and a separate flame is generated in the combustion furnace 14.
따라서 폐기물은 호퍼(1)를 통해 분쇄장치(6)로 투입된 후 분쇄되어 진공펌프(5)에 의해 기체가 제거된 상태로 열분해로(10)의 버너(15)에 의해 열분해되고, 이 과정 중에 발생되는 각종 혼합기체는 연소로(14)를 통과하면서 연소된다. 이때 진공펌프(5)를 이용해서 분쇄장치(6) 내부의 폐기물로부터 기체를 제거하는 이유는 분쇄장치(6)로부터 열분해로(10)에 이르는 진공을 조성, 유지하여 폐기물의 소각이 아닌 열분해가 이루어지도록 하기 위한 것이다.Therefore, the waste is introduced into the grinder 6 through the hopper 1 and then pulverized and pyrolyzed by the burner 15 of the pyrolysis furnace 10 in a state where gas is removed by the
하지만, 이상에서 살펴본 일반적인 폐기물 처리장치는 그 효율이 낮고 에너지 낭비가 크며, 불완전 연소기체의 발생 가능성이 여전히 크다.However, the general waste treatment apparatus described above is low in efficiency, high in energy waste, and is still likely to generate incomplete combustion gas.
그 원인을 살펴보면, 상기의 폐기물 처리장치는 폐기물의 투입 후(後) 열분해 완료에 이르는 전(全) 과정에 걸쳐 열분해로(10)의 고온환경이 유지되어야 하는바, 버너(15)로는 기름이나 액화가스와 같은 전용연료가 계속 공급되어야 한다. 하지만 폐기물의 열분해에 장시간이 소요되는 점을 감안하면 에너지 낭비가 크고 효율이 떨어진다.Looking at the cause, the waste treatment apparatus is a high temperature environment of the pyrolysis furnace 10 must be maintained throughout the entire process from the input of waste to the completion of pyrolysis, the burner 15 is oil or Dedicated fuels, such as liquefied gas, must continue to be supplied. However, considering that it takes a long time for pyrolysis of waste, energy waste is large and efficiency is low.
또한, 상기의 폐기물 처리장치는 폐기물의 열분해 과정 중에 지속적으로 발생되는 혼합기체를 완전 제거하지 못하는 한계를 나타낸다. 비록, 해당 작용을 위해 진공펌프(5)가 구비되어 있지만 일반적인 진공펌프는 고온기체와 직접 접촉될 경우에 파손에 직결되고, 때문에 최초의 진공조성 이외에 별다른 작용을 기대하기 힘들다. 결국 열분해로(10) 내부의 진공환경 파괴에 따른 소각반응으로 인해 대기오염 공해배출가스가 다량 발생된다.In addition, the waste treatment apparatus exhibits a limitation in that the mixed gas continuously generated during the pyrolysis process of the waste cannot be completely removed. Although the
이에 따라 후속의 연소로(14)에서 혼합기체를 연소시키지만 열분해로(10)에서 발생되는 대량의 혼합기체를 완전 연소시키기에는 현재의 기술수준으로도 효율이 떨어지고, 막대한 시간과 비용을 요구하는 단점을 나타낸다. 아울러 일반적인 연소로(14)는 그 내부를 통과하는 혼합기체와 화염의 충분한 접촉을 보장하기 어렵고, 특히 열분해로(10)에서 발생되는 혼합기체는 산소함유량이 적어 활발한 연소반응을 기대하기도 어려운 터, 실질적인 효용성을 기대하기 어려운 문제가 있다.As a result, although the mixed gas is combusted in the subsequent combustion furnace 14, it is not efficient even at the current technical level to completely burn a large amount of mixed gas generated in the pyrolysis furnace 10, and requires enormous time and cost. Indicates. In addition, the general combustion furnace 14 is difficult to ensure a sufficient contact between the gas mixture and the flame passing through the inside, in particular, the mixed gas generated in the pyrolysis furnace 10 is difficult to expect an active combustion reaction because of the low oxygen content, There is a problem that is difficult to expect practical utility.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 폐기물의 열분해를 위한 효율적인 방도를 제시하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to present an efficient strategy for pyrolysis of waste.
구체적으로 본 발명은 분해로와 연소로 및 이를 이용한 폐기물의 열분해 시스템으로서, 폐기물의 투입 후(後) 열분해 완료에 이르는 전(全) 과정에 걸쳐 일정한 진공상태를 유지하는 것은 물론 상기 열분해 과정 중에 폐기물로부터 발생되는 기름성분과 가스성분을 연료로 활용하여 고온을 유지하는 소각로와, 상기 폐기물의 투입 후(後) 열분해 완료의 전(全) 과정에 걸쳐 발생되는 각종 혼합기체와 발열수단의 접촉공간을 극대화하여 유해한 혼합기체를 완전 연소시키는 소각로 그리고 상 기 분해로와 연소로를 이용하여 폐기물을 열분해하는 고효율의 열분해 시스템을 제공하고자 한다.Specifically, the present invention is a pyrolysis system of a cracking furnace and a combustion furnace and wastes using the same, which not only maintains a constant vacuum state over the entire process from the input of waste to the completion of pyrolysis, but also waste during the pyrolysis process. The incinerator which maintains high temperature by utilizing oil and gas components generated from the fuel, and the contact space between the various gas mixtures and the heating means generated during the entire process of pyrolysis after the waste is added. To maximize the incinerator to completely burn the harmful gas mixture and to provide a highly efficient pyrolysis system to pyrolyze the waste by using the cracking furnace and the combustion furnace.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폐기물의 열분해를 위한 분해영역을 정의하는 인너탱크; 상기 인너탱크 외면에 배치되어 상기 인너탱크를 고온 가열하기 위한 화염을 제공하는 관 형상의 버너; 상기 인너탱크 및 버너를 수용하는 아우터탱크; 및 석유 또는 액화가스의 제 1 연료, 상기 폐기물의 열분해 과정 중에 발생되는 기름성분의 제 2 연료, 상기 폐기물의 열분해 과정 중에 발생되는 가스성분의 제 3 연료가 저장되어 상기 화염의 생성 및 유지를 위해 상기 제 1 내지 제 3 연료를 상기 버너로 공급하는 연료공급부를 포함하는 분해로를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an inner tank defining a decomposition zone for pyrolysis of waste; A tubular burner disposed on an outer surface of the inner tank to provide a flame for heating the inner tank at a high temperature; An outer tank accommodating the inner tank and the burner; And a first fuel of petroleum or liquefied gas, a second fuel of oil component generated during pyrolysis of the waste, and a third fuel of gas component generated during pyrolysis of the waste, to generate and maintain the flame. It provides a decomposition furnace including a fuel supply unit for supplying the first to third fuel to the burner.
이때, 상기 연료공급부는 상기 제 1 연료, 제 2 연료, 제 3 연료의 순서로 상기 버너에 공급하는 것을 특징으로 하고, 상기 버너는 상기 제 1 내지 제 3 연료가 분사되는 복수의 분사홀이 관통된 상태로 상기 인너탱크의 외면을 두르는 나선형인 것을 특징으로 한다.In this case, the fuel supply unit supplies the burner in the order of the first fuel, the second fuel, and the third fuel, the burner is a plurality of injection holes through which the first to third fuel is injected It is characterized in that the spiral surrounding the outer surface of the inner tank.
또한 본 발명은 밀폐된 제 1 연소탱크; 상기 제 1 연소탱크 내부로 실장되고 상기 제 1 연소탱크 일측을 관통하는 배출구가 구비된 밀폐된 제 2 연소탱크; 상기 제 1 연소탱크 내부에서 상기 제 2 연소탱크 외면을 따라 배치되고, 상기 제 1 연소탱크의 일측을 관통하여 연소대상기체가 유입되는 일단 및 상기 제 2 연소탱크 일측에 연결되는 타단을 갖는 연소관; 상기 제 2 연소탱크 내부로 배치된 발열수 단; 및 상기 연소관의 타단을 통해 상기 제 2 연소탱크 내부로 유입된 후 상기 유출구로 배출되는 상기 연소대상기체의 이동경로를 실질적으로 확장시키도록 상기 제 2 연소탱크 내부로 실장된 판 형상의 순환플레이트를 포함하는 연소로를 제공한다.In another aspect, the present invention is a closed first combustion tank; A hermetically sealed second combustion tank mounted inside the first combustion tank and having a discharge port penetrating through one side of the first combustion tank; A combustion tube disposed in the first combustion tank along an outer surface of the second combustion tank and having one end connected to one side of the first combustion tank and a second end connected to one side of the second combustion tank; An exothermic water stage disposed inside the second combustion tank; And a plate-shaped circulation plate mounted into the second combustion tank so as to substantially extend a movement path of the combustion counterbody which is introduced into the second combustion tank and discharged to the outlet through the other end of the combustion tube. It provides a combustion furnace comprising.
이때, 상기 순환플레이트는, 상기 연소대상기체의 이동방향을 따라 관통된 복수의 관통홀 및 상기 연소대상기체의 이동방향을 기준으로 홀수번째와 짝수번째가 서로 반대편에 위치되도록 상기 복수의 관통홀 사이사이에서 외향 돌출된 복수의 가이드플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 발열수단은, 상기 아우터탱크 내주면을 따라 나란히 배열된 복수의 선형 전열히터인 것을 특징으로 한다.In this case, the circulation plate may include a plurality of through holes penetrated along the moving direction of the combustion target body and between the plurality of through holes such that the odd numbered and even numbered parts are located opposite to each other based on the moving direction of the combustion target body. It characterized in that it comprises a plurality of guide plates protruding outward, wherein the heat generating means is a plurality of linear heat transfer heaters arranged side by side along the inner circumferential surface of the outer tank.
아울러 본 발명은 폐기물이 투입되는 밀폐공간이 정의되고 상기 밀폐공간의 가열을 위한 화염을 제공하는 버너가 구비된 분해로; 상기 폐기물의 열분해 과정 중에 발생되는 각종 기체를 냉각하여 액체성분과 기체성분을 분리하는 냉각부; 상기 액체성분을 수집하여 물과 기름성분으로 분리하는 액체처리부; 상기 기체성분을 수집 및 압축하는 기체처리부; 상기 냉각부를 매개로 상기 분해로에 연결되어 상기 분해로 내부의 진공을 조성 및 유지하는 진공부; 액화가스 또는 석유의 제 1 연료와, 상기 기름성분의 제 2 연료와, 상기 기체성분의 제 3 연료가 저장되고, 상기 화염의 생성 및 유지를 위해 상기 제 1 내지 제 3 연료를 상기 버너로 공급하는 연료공급부; 및 상기 진공부와 연결되어 상기 진공의 조성 및 유지를 위해 상기 분해로로부터 흡입된 기체를 연소시키는 연소로를 포함하는 열분해 시스템을 제공한다.In addition, the present invention is a decomposition furnace is provided with a burner for defining a closed space in which waste is injected and providing a flame for heating the closed space; Cooling unit for separating the liquid and gas components by cooling the various gases generated during the pyrolysis of the waste; A liquid treatment unit collecting the liquid component and separating the liquid component into water and an oil component; A gas treatment unit collecting and compressing the gas component; A vacuum unit connected to the decomposition furnace via the cooling unit to create and maintain a vacuum in the decomposition furnace; A first fuel of liquefied gas or petroleum, a second fuel of the oil component, and a third fuel of the gas component are stored, and the first to third fuels are supplied to the burner for generation and maintenance of the flame. A fuel supply unit; And a combustion furnace connected to the vacuum unit to combust the gas sucked from the decomposition furnace for the composition and maintenance of the vacuum.
이때, 상기 분해로는, 상기 밀폐공간을 정의하는 인너탱크; 및 상기 인너탱 크를 수용하는 아우터탱크를 포함하여, 상기 버너는 상기 인너탱크와 상기 아우터탱크 사이의 화염공간에 배치되는 것을 특징으로 하고, 상기 연소로는, 상기 화염공간에 연결되어 상기 버너의 연소가스를 연소시키는 것을 특징으로 하며, 상기 연소로에서 배출되는 기체의 고온을 이용하여 상기 액체처리부에서 생성된 물을 수증기로 기화시키는 증발기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the decomposition furnace, the inner tank defining the closed space; And an outer tank accommodating the inner tank, wherein the burner is disposed in a flame space between the inner tank and the outer tank, and the combustion furnace is connected to the flame space to provide a burner. Characterized by the combustion of the combustion gas, characterized in that it further comprises an evaporator for vaporizing the water generated in the liquid treatment unit with water by using the high temperature of the gas discharged from the combustion furnace.
또한 상기 수증기를 냉각한 후 외부로 배출하는 적어도 하나의 냉각장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 진공부는, 상기 분해로에 순차적으로 연결되는 둘 이상의 진공탱크; 상기 진공탱크 내부를 흡기하여 진공을 조성하는 진공펌프; 및 상기 진공펌프와 연소로 사이에 설치되어 상기 진공펌프를 통해 흡기된 상기 진공탱크 내부의 기체를 저장해서 상기 연소로로 공급하는 버퍼탱크를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 진공부는, 상기 진공탱크 각각에 외부 기체를 유입하는 제 1 블로워; 상기 진공탱크와 상기 압력조절탱크 사이로 개재된 제 2 블로워; 및 상기 압력조절장치와 상기 연소로 사이로 개재된 역화방지유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include at least one cooling device for cooling the steam and then discharging it to the outside, wherein the vacuum unit comprises: two or more vacuum tanks sequentially connected to the cracking furnace; A vacuum pump which inhales the inside of the vacuum tank to create a vacuum; And a buffer tank installed between the vacuum pump and the combustion furnace to store gas in the vacuum tank sucked through the vacuum pump and to supply the gas to the combustion furnace. The vacuum unit includes the vacuum tank. A first blower for introducing external gas into each of the first blowers; A second blower interposed between the vacuum tank and the pressure regulation tank; And a backfire prevention unit interposed between the pressure regulating device and the combustion furnace.
또한 상기 액체처리부는, 상기 냉각부의 액체성분이 저장되는 유수저장탱크; 상기 액체성분이 전달되어 물과 기름성분으로 분리하는 유수분리탱크; 및 상기 기름성분을 수집하여 상기 연료공급부로 공급하는 유류저장탱크를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 연료공급부는, 상기 제 1 연료, 상기 제 2 연료, 상기 제 3 연료 순으로 상기 버너에 공급하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 연료와 제 2 연료, 상기 제 2 연료와 제 3 연료의 전환시점은 상기 연소로의 온도에 따라 결정되 는 것을 특징으로 한다.In addition, the liquid treatment unit, the oil and water storage tank in which the liquid component of the cooling unit is stored; Oil and water separation tank for transmitting the liquid component to separate the water and oil components; And an oil storage tank collecting the oil component and supplying the oil component to the fuel supply unit, wherein the fuel supply unit supplies the burner in the order of the first fuel, the second fuel, and the third fuel. The switching point of the first fuel and the second fuel, the second fuel and the third fuel is determined according to the temperature of the combustion furnace.
이상에서 살펴본 것처럼, 본 발명은 폐기물의 열분해를 위한 효율적인 방도를 제시하고 있다.As described above, the present invention provides an efficient method for pyrolysis of waste.
즉, 본 발명은 분해로와 연소로 및 이를 이용한 폐기물의 열분해 시스템을 제공하는바, 분해로는 폐기물의 투입 후(後) 열분해 완료에 이르는 전(全) 과정에 걸쳐 일정한 진공상태를 유지하는 것은 물론 상기 열분해 과정 중에 폐기물로부터 발생되는 기름성분과 가스성분을 연료로 활용하여 고온을 유지함에 따라 저비용, 고효율을 나탄낸다.That is, the present invention provides a cracking furnace and a combustion furnace and a pyrolysis system of waste using the same, wherein the cracking furnace maintains a constant vacuum throughout the entire process from the waste to the completion of pyrolysis. Of course, by utilizing the oil and gas generated from the waste during the pyrolysis process as a fuel to maintain a high temperature, it shows low cost, high efficiency.
또한 연소로는 폐기물의 투입 후(後) 열분해 완료의 전(全) 과정에 걸쳐 발생되는 각종 혼합기체와 발열수단의 접촉공간을 극대화하여 유해한 혼합기체를 완전 연소시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the combustion furnace has the advantage of fully burning the harmful mixed gas by maximizing the contact space of the various mixed gases and the heat generating means generated throughout the entire process of pyrolysis completion after the input of waste.
그리고 이들 분해로와 연소로를 이용한 폐기물의 열분해 시스템은 에너지 낭비가 작고 효율적이며 대기오염 공해배출가스 배출의 문제를 완전히 해결하는 장점이 있따.And the pyrolysis system of wastes using these cracking furnaces and combustion furnaces has the advantages of low energy consumption and efficient and completely solve the problem of air pollution emission.
이하, 도면을 참조해서 본 발명을 상세하게 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본격적인 설명에 앞서 미리 몇 가지 용어를 정의하면, '기체'란 폐기물의 열 분해 전(前) 폐기물에 함유된 가스성분을 의미하고, '혼합기체'란 폐기물의 열분해 중(中) 발생되는 가스성분을 의미하며, '연소기체'란 화염을 동반한 연료의 연소에 의해 발생되는 가스성분을 의미하고, '완전연소기체'란 '기체', '혼합기체', '연소기체'의 완전연소에 따른 가스성분을 의미한다. 따라서, '기체', '혼합기체', '연소기체'에는 대기오염 공해배출가스가 포함되는 반면, '완전연소기체'에는 대기오염 공해배출가스가 존재하지 않는다.Prior to the full description, several terms are defined in advance, and 'gas' means gaseous components contained in waste prior to thermal decomposition of waste, and 'mixed gas' means gaseous components generated during thermal decomposition of waste. The term 'combustion gas' refers to a gas component generated by combustion of fuel with flames, and the term 'complete combustion gas' refers to the complete combustion of 'gas', 'mixed gas' and 'combustion gas'. Mean gas component. Thus, 'gas', 'mixed gas', and 'combustion gas' include air pollution emissions, whereas 'complete combustion gas' does not contain air pollution emissions.
이들 용어의 정의는 이하의 명세서에서 일관되게 동일한 의미로 사용될 것이며, 기타 필요한 용어는 해당 부분에서 별도로 정의한다.Definitions of these terms will be used consistently in the following specification, and other necessary terms are separately defined in the corresponding parts.
또한, 본 발명은 폐기물이 투입되어 실질적인 열분해가 진행되는 분해로와, 폐기물의 투입 후(後) 열분해 완료의 전(全) 과정에 걸쳐 발생되는 '기체', '혼합기체', '연소기체'를 연소하는 연소로와, 상기 분해로 및 연소로를 이용하여 폐기물을 열분해하는 폐기물의 열분해 시스템(이하, 간략하게 열분해 시스템이라 한다.)을 제공하는바, 이하에서는 분해로, 연소로, 열분해 시스템을 차례로 살펴본다.In addition, the present invention is a 'gas', 'mixed gas', 'combustion gas' that occurs during the entire process of the decomposition of the pyrolysis after the input of the waste, and the actual pyrolysis of the waste is introduced. And a pyrolysis system (hereinafter, simply referred to as a pyrolysis system) for pyrolyzing wastes by using the cracking furnace and the combustion furnace, hereinafter referred to as cracking furnace, combustion furnace, pyrolysis system Look in turn.
첨부된 도 2와 도 3는 각각 본 발명에 따른 분해로(100)의 외관 사시도와 내부 투시도이다.2 and 3 are respectively an external perspective view and an internal perspective view of the disassembled
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 분해로(100)는 밀폐된 내부 분해영역(A)을 정의하는 인너탱크(inner tank:120)와, 인너탱크(120)의 외면에 배치되어 외부에서 공급되는 연료의 연소에 따른 화염을 제공하는 버너(130)와, 인너탱크(120) 및 버너(130)를 수용하여 분해영역(A) 외부의 밀폐된 화염영역(B)을 정의하는 아우터탱 크(outer tank:110)를 포함한다.As shown, the
각각을 세부적으로 살펴본다.Look at each one in detail.
먼저, 인너탱크(120)는 폐기물이 투입되어 실질적인 열분해가 진행되는 부분으로서 내부 분해영역(A)에는 폐기물이 투입되고, 인너탱크(120)의 일측으로부터는 분해영역(A)과 연결된 제 1 배출관(122)이 구비되어 아우터탱크(110)의 외부로 관통 노출된다. 이때, 제 1 배출관(122)을 통해서는 인너탱크(110)의 밀폐 후 열분해 전(前) 까지 분해영역(A)에 존재하는 '기체'와, 폐기물의 열분해 중(中) 발생되는 '혼합기체'가 지속적으로 배출된다. First, the
그 결과 인너탱크(120)는 폐기물의 투입 후 열분해 완료에 이르는 전(全) 과정에 걸쳐 일정한 진공을 유지한다.As a result, the
다음으로, 버너(130)는 외부에서 공급되는 연료를 연소시켜 인너탱크(120)의 가열을 위한 화염을 생성 및 유지하는 부분으로서 인너탱크(120)의 외면을 감는 나선형의 관 현상을 나타낸다. 그리고 버너(130)의 일단은 아우터탱크(110)의 외부로 관통 노출되어 연료가 유입되는 연료유입구(132)를 이루고, 인너탱크(120)를 향하는 버너(130)의 내면을 따라서는 복수의 분사홀(134)이 관통된다. Next, the
따라서 연료유입구(132)로 연료가 공급되면 분사홀(134)을 통해 화염이 생성되고, 인너탱크(120)는 고온으로 가열된다.Therefore, when fuel is supplied to the
마지막으로, 아우터탱크(110)는 인너탱크(120)와 버너(130)를 수용하여 화염의 생성 및 유지를 위한 인너탱크(110) 외부의 밀폐된 화염영역(B)을 정의하는 부분으로서 아우터탱크(110)의 일측에는 화염영역(B)과 연결된 제 2 배출관(112)이 구비된다. 이때, 제 2 배출관(112)을 통해서는 버너(130)에 의한 연료의 연소 과정 중에 발생되는 '연소가스'가 지속적으로 배출된다. Lastly, the
그리고 아우터탱크(110)의 또 다른 일측에는 개폐 가능한 도어(door:114)가 구비되어 인너탱크(120)와 아우터탱크(110)를 함께 밀폐함으로써 분해영역(A)과 화염영영(B)을 서로 분리 및 밀폐한다. 이때, 바람직하게는 도어(114)는 클램프(clamp:116) 등으로 긴밀하게 고정될 수 있고, 도어(114) 및 아우터탱크(110)의 내면을 따라서는 불연성의 단열재가 개재되어 내부의 고온환경을 외부와 분리한다.And the other side of the
상기의 분해로(100)를 이용한 폐기물의 열분해 과정을 살펴보면, 우선 사용자는 도어(114)를 열어 이너탱크(120)의 분해영역(A)에 폐기물을 넣은 후 도어(114)를 닫고 클램프(116)로 긴밀히 고정한다. 이로써 인너탱크(120) 내부의 분해영역(A)과, 인너 및 아우터탱크(120,110) 사이의 화염영역(B)은 서로 분리 및 밀폐된다.Looking at the thermal decomposition process of the waste using the
이어서, 제 1 배출관(122)을 통해 인너탱크(120) 내부의 '기체'가 흡입되어 분해영역(A)에 진공이 조성되면 버너(130)의 연료유입구(132)로 연료가 공급되어 분사홀(134)로부터 화염이 발생되고, 인너탱크(120)가 가열되어 폐기물의 열분해가 진행되는 가운데 제 1 배출관(122)을 통해서는 폐기물의 열분해에 의해 발생되는 '혼합기체'가 지속적으로 배출되는 한편, 제 2 배출관(112)을 통해서는 버너(130)에 의한 연료의 연소에 따른 '연소기체'가 배출된다.Subsequently, when a 'gas' inside the
그리고 상기의 작용을 위해 버너(130)의 연료유입구(132)는 후술하는 열분해 시스템의 연료공급부에 연결되어 연료를 공급받고, 제 1 배출관(122)은 후술하는 열분해 시스템의 진공부에 연결되어 '기체' 및 '혼합기체'의 지속적인 인출을 가능케 하며, 상기 진공부는 후술하는 열분해 시스템의 연소로에 연결되어 '기체' 및 '혼합기체'를 '완전연소기체'로 연소되게 하고, 제 2 배출관(112)은 후술하는 열분해 시스템의 연소로에 연결되어 '연소기체'를 '완전연소기체'로 연소되게 하는바, 이들에 대해서는 해당 부분에서 상세히 살펴본다.For the above operation, the
그 결과 인너탱크(120)는 폐기물의 투입 후(後) 열분해 완료에 이르는 전(全) 과정에 걸쳐 일정수준의 진공을 유지하여 폐기물의 열분해를 진행하며, 열분해가 완료되면 사용자는 도어(114)를 열어 인너탱크(120) 내부의 잔류물질을 제거함으로써 모든 과정이 완료된다.As a result, the
한편, 본 발명에 따른 분해로(100)의 버너(130)는 액화가스 또는 석유와 같은 통상의 제 1 연료와, 폐기물의 열분해 중에 발생되는 기름성분의 제 2 연료와, 폐기물의 열분해 중에 발생되는 기체성분의 제 3 연료를 차례로 사용하여 화염을 조성 및 유지하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해 버너(130)의 연료유입구(132)는 후술하는 열분해 시스템의 연료공급부와 연결되고, 연료공급부에는 액화가스 또는 석유의 제 1 연료와, 폐기물의 열분해 중에 발생되는 기름성분의 제 2 연료와, 폐기물의 열분해 중에 발생되는 기체성분의 제 3 연료가 수집 및 저장되어 적절한 연료를 적절한 시기에 버너(130)로 공급한다.On the other hand, the
다시 말해, 폐기물의 종류에 따라 다소 차이는 있지만 임의로 동물의 사체인 경우로 가정하면, 열분해 시(侍) 발생되는 '혼합기체'는 초기에는 주로 수증기를 비롯한 기름성분이 다량 함유되고, 일정 시점 이후부터는 가연성 가스성분이 다량 함유되어 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 분해로(100)의 버너(130)는 최초의 화염 생성 및 유지를 위해서 액화가스 또는 석유 등의 제 1 연료를 사용하고, 열분해 과정 중 적절한 시점부터는 '혼합기체'에 함유된 기름성분을 제 2 연료로 사용하며, 이후 시점부터는 '혼합기체'에 함유된 가스성분을 제 3 연료로 활용하는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 저비용, 고효율을 달성한다.In other words, a little different depending on the type of waste, assuming the case of the carcass of the animal arbitrarily, 'mixed gas' generated during pyrolysis initially contains a large amount of oil components, including water vapor, after a certain point of time From this, it can be seen that a large amount of flammable gas component is contained. Therefore, the
그리고 해당 작용을 위해 버너(130)의 연료유입구(132)는 연료공급부에 연결되고, 연료공급부에는 석유 또는 액화가스의 제 1 연료가 저장되는 한편, 후술하는 열분해 시스템에 포함된 액체처리부와 기체처리부는 각각 폐기물의 열 분해 과정 중에 발생되는 '혼합기체'로부터 기름성분의 제 2 연료와 기체성분의 제 3 연료를 수집하여 연료공급부로 전달한다. 이때, 바람직하게는 제 1 내지 제 3 연료는 순차적으로 버너(130)로 공급되고, 제 1 내지 제 3 연료의 공급시기 등은 분해로(100) 및 후술하는 연소로의 내부 온도에 따라 결정되는바, 이에 대해서는 해당 부분에서 다시 한번 자세히 살펴본다.The
첨부된 도 4 내지 도 6은 각각 본 발명에 따른 연소로의 외관사시도와, 내부투시도와, 단면사시도이다.4 to 6 are an external perspective view, an internal perspective view, and a cross-sectional perspective view of the combustion furnace according to the present invention, respectively.
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 연소로(150)는 제 1 연소탱크(160)와, 제 1 연소탱크(160)에 실장되는 제 2 연소탱크(170)와, 제 1 및 제 2 연소탱크(160,170) 사이를 지나 제 2 연소탱크(170)에 연결되는 연소관(180)과, 제 2 연소탱크(170)에 실장된 발열수단(H) 및 순환플레이트(190)를 포함한다.As can be seen, the
각각을 세부적으로 살펴본다.Look at each one in detail.
먼저, 제 1 연소탱크(160)는 본 발명에 따른 연소로(150)의 외관을 이루는 부분으로서 내부 밀폐공간을 제공한다. 이때, 바람직하게는 제 1 연소탱크(160) 내면을 따라서 불연성의 단열재가 개재되어 내부 고온환경을 외부와 분리할 수 있다.First, the
다음으로, 제 2 연소탱크(170)는 제 1 연소탱크(160)에 실장되어 제 1 및 제 2 연소탱크(160,170) 사이의 제 1 연소영역(C)과 제 2 연소탱크(170) 내부의 제 2 연소영역(D)을 구분 정의하는 부분으로, 제 2 연소탱크(170) 일측에는 배출구(172)가 구비되어 제 1 연소탱크(160)의 외부로 관통 노출된다.Next, the
다음으로, 제 1 및 제 2 연소탱크(160,170) 사이의 제 1 연소영역(C)에는 연소관(180)이 배치된다. 그리고 연소관(180)의 일단은 제 1 연소탱크(160) 외부로 관통 노출되어 연소대상 기체, 다시말해 '기체', '혼합기체', '연소기체'가 유입되는 유입구(182)를 이루고, 타단은 제 2 연소탱크(170)와 연결되는 연결구(184)를 이룬다.Next, a
이때, 바람직하게는 연소관(180)은 제 2 연소탱크(170)의 외면을 두르는 나선형으로, 제 1 및 제 2 연소탱크(160,170)가 도면에서 처럼 직립된 원통 형상을 보인다는 전제하에 제 2 연소탱크(160)의 배출구(172)가 상단에 존재한다면 연소관(180)의 유입구(182)는 제 1 연소탱크(160)의 상단 일측을 관통하고, 연소관(180)의 연결구(184)는 제 2 연소탱크(170)의 하단에 연결된다.At this time, preferably the
그리고 제 2 연소탱크(170)의 내면을 따라서는 소정의 발열수단(H)이 배치되어 제 1 및 제 2 연소영역(C,D)을 고온으로 가열하는 한편, 발열수단(H) 안쪽의 제 2 연소탱크(170) 내부로는 연소관(180)의 연결구(184)로부터 제 2 연소탱크(170)의 배출구(172)로 이동하는 '기체', '혼합기체', '연소기체'의 이동경로를 극대화하는 순환플레이트(190)가 개재된다. A predetermined heating means (H) is disposed along the inner surface of the second combustion tank (170) to heat the first and second combustion zones (C, D) to a high temperature, and 2 Inside the
이 경우 소정의 발열수단은 제 2 연소탱크(170)의 내주면을 따라 수직 배열된 복수의 선형 전열히터가 사용될 수 있다.In this case, the predetermined heating means may use a plurality of linear heat transfer heaters arranged vertically along the inner circumferential surface of the
또한, 순환플레이트(190)는 제 2 연소탱크(170)의 길이방향을 따라 배치된 판(plate) 형상으로서, '기체', '혼합기체', '연소기체'의 이동방향을 따라 복수의 관통홀(192)이 차례로 관통되고, 복수의 관통홀(192) 사이 사이로는 복수의 가이드단(194)이 돌출되되 상기 이동방향을 기준으로 홀수번째와 짝수번째가 서로 반대방향을 향하는 형태를 나타낼 수 있다.In addition, the
따라서, 연소관(180)의 유입구(182)를 통해 연소관(180)의 내부로 유입되는 '기체', '혼합기체', '연소기체'는 연소관(180)을 따라 제 1 연소탱크(170) 외면을 회류하는 과정 중에 제 1 연소영역(C)의 고온에 의해 1차 연소되고, 연소관(180)의 연결구(184)를 통해 제 2 연소탱크(170)로 유입된 후 순환플레이트(190)의 관통홀(192)과 가이드단(194)에 의해 순환플레이트(190)를 지그재그 관통하며 이동하는 과정 중에 제 2 연소영역(D)의 고온 및 발열수단(H)과 직접적인 접촉을 통해 2차 연소된다.Therefore, 'gas', 'mixed gas', and 'combustion gas' introduced into the
그 결과 제 2 연소탱크(170)의 배출구(172)로 배출되는 가스성분은 실질적으로 '완전연소기체'가 되며, 해당 작용을 통해 폐기물 및 이의 열분해 과정 중에 발생되는 대량의 '기체', '혼합기체', '연소기체'를 완전 연소한다.As a result, the gas component discharged to the
첨부된 도 7은 본 발명에 따른 분해로(100) 및 연소로(150)를 이용한 열분해 시스템의 블럭도이다.7 is a block diagram of a pyrolysis system using a
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 열분해시스템은 분해로(100)와 연소로(150)를 비롯한 냉각부(200), 액체 및 기체처리부(220,230), 연료공급부(240), 진공부(250)를 포함한다.As can be seen, the pyrolysis system according to the present invention includes a
각각을 세부적으로 살펴본다.Look at each one in detail.
먼저, 분해로(100)와 연소로(150)에 대해서는 앞서 자세히 살펴보았으므로 동일역할을 하는 동일부분에 대해 동일도면부호를 부여하여 중복된 설명을 피한다.First, since the
다음으로, 냉각부(200)는 분해로(100)에서 진행되는 폐기물의 열분해 과정 중에 발생되는 '혼합기체'를 냉각하여 액체성분과 기체성분으로 분리하는 부분으로, 분해로(100)의 제 1 배출구(122)에 연결된 적어도 하나의 냉각유닛(202,204,206)을 포함한다.Next, the
이때, 도면에는 비록 냉각유닛(202,204,206)이 세 개로 나타나 있지만 충분한 냉각효과를 얻을 수 있다면 그 수량에 특별한 제약은 없고, 각각의 냉각유닛(202,204,206)은 '혼합기체'가 통과하는 일정부피의 내부공간에 냉매가 흐르는 냉각관을 소정 형태로 배치시킨 탱크 형상을 나타낼 수 있다. 따라서 '혼합기체'는 적어도 하나의 냉각유닛(202,204,206)을 차례로 통과하는 과정 중에 냉각되고, '혼합기체' 내에 함유된 수증기와 기름성분 등의 액체성분은 냉각관 외면의 결로현상을 통해 냉각유닛(202,204,206) 각각에 수집된다.At this time, although there are three cooling
이러한 냉각유닛(202,204,206)에 대해서는 본 출원인에 의한 출원발명 제10-2006-0058314호를 통해 자세히 소개된 바 있으므로 별도의 도면은 생략한다.Since the cooling
다음으로, 액체처리부(220)는 각각의 냉각유닛(202,204,206)에서 수집된 액체성분을 전달받아 물과 기름성분을 분리하고, 기름성분을 연료공급부(240)로 전달한다.Next, the
이를 위한 액체처리부(220)는 냉각부(200)의 액체성분이 저장되는 유수저장탱크(222)와, 물과 기름성분의 비중 차이를 이용하여 서로를 분리하는 유수분리탱크(224)와, 상등액인 기름성분을 선별 및 저장하는 유류저장탱크(226)를 포함하며, 유류저장탱크(226)는 연료공급장치(240)와 연결되어 기름성분을 공급한다.The
한편, 바람직하게는 본 발명에 따른 열분해 시스템에는 연소로(150)에서 배출되는 '완전연소기체'의 고온을 이용하여 유수분리탱크(224)의 물을 고온으로 살균 및 기화하는 증발기(310)가 마련될 수 있다. On the other hand, preferably in the pyrolysis system according to the present invention is an
이때, 증발기(310)는 도면에서와 같이 유수분리탱크(224)의 물이 통과하는 내부공간에 연소로(150)의 '완전연소기체'가 흐르는 코일 형상의 열교환수단(312)을 내장시킨 구조를 나타낼 수 있는바, 유수분리탱크(224)에서 전달된 물은 증발기(310) 내부에서 고온의 '완전연소기체'와 열교환되어 수증기로 살균 및 기화된 후 상대적으로 낮은 온도로 냉각된 '완전연소기체'와 함께 증발기(310) 외부로 배출된다. 이 경우 더욱 바람직하게는 증발기(310)에서 배출되는 수증기 등을 냉각하는 냉각장치(212)가 마련될 수 있고, 그외에 정화기(214)와 응축기(216) 등을 거쳐 최종 배출되게 할 수 있다. 참고로, 냉각장치(212)는 앞서 살펴본 냉각부(200)의 냉각유닛(202,204,206)과 실질적으로 동일한 구성 및 역할을 할 수 있다.At this time, the
다음으로, 기체처리부(230)는 분해로(100)의 열분해 과정 중에 발생되어 냉각부(200)에서 냉각된 기체성분을 압축하여 연료공급부(240)에 전달하는 부분으로, 통상의 압축기(232)가 사용될 수 있다. 이때, 압축기(232)의 역할은 부피가 큰 기체성분을 압축하여 연료공급부(240)에 전달하는 것이므로 자세한 설명이 없어도 당업자라면 쉽게 이해될 수 있다.Next, the
다음으로, 연료공급부(240)는 분해로 내 버너의 연료유입구와 연결되어 석유 또는 액화가스인 제 1 연료와, 혼합기체의 냉각에 따른 기름성분인 제 2 연료와, 혼합기체의 냉각에 따른 기체성분인 제 3 연료를 공급하는 부분이다.Next, the
참고로, 첨부된 도 8은 연료공급부(240)의 일례를 나타낸 블럭도로서, 제 1 내지 제 3 연료의 저장을 위한 제 1 내지 제 3 저장탱크(242,244,26)와, 제 1 내지 제 3 저장탱크(242,244,246)와 연료유입구(132)의 연결를 온/오프하는 제 1 밸브어셈블리(248) 및 상기 제 1 밸브어셈블리(248)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다. For reference, FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of the
이때, 필요하다면 버너(130)의 원활한 화염 발생 및 유지를 위해 제 1 내지 제 3 저장탱크(242,244,246) 각각에 저장된 제 1 내지 제 3 연료를 미리 예열하는 별도의 예열탱크(245)가 사용될 수 있음은 물론이며, 제어부(미도시)는 분해로(100)와 연소로(150)의 내부 온도를 기준으로 제 1 연료와 제 2 연료, 제 2 연료와 제 3 연료를 순차적으로 전환하여 버너(130)에 공급한다.At this time, if necessary, a
즉, 앞서 예로 들은 것과 같이 폐기물을 동물의 사체라 가정하면, 분해 로(100)의 분해영역(A)의 내부온도가 150℃ 이상 상승하면 본격적인 폐기물의 열분해가 시작되고, 연소로(150)의 내부 온도가 900℃ 이상 상승하면 '혼합기체' 내 기체성분의 함량이 기름성분 보다 크게 증가한다.That is, assuming that the waste is an animal carcass as described above, when the internal temperature of the decomposition zone A of the
따라서, 연료공급부(240)는 석유 또는 액화가스의 제 1 연료를 최초 버너(130)로 공급하여 화염을 발생시킨 후, 분해로(100) 내부의 분해영역(A)의 온도가 150℃ 이상 상승하면 '혼합기체' 내 기름성분을 버너(130)에 공급하여 화염을 유지하며, 이후 연소로(150) 내부의 온도가 900℃ 이상 상승하면 '혼합기체' 내 기체성분을 버너(130)에 공급하여 열분해 완료 까지 화염을 유지하는바, 이를 통해 폐기물의 열분해를 저비용, 고효율로 완료할 수 있다.Therefore, after the
다시 도 7로 돌아와서, 다음으로 진공부(250)는 분해로(100)의 인너탱크(120) 내부의 '기체' 및 '혼합기체'를 지속적으로 흡입하여 인너탱크(120)의 진공을 일정수준으로 조성 및 유지하는 부분으로, 인너탱크(120)에서 인출된 '기체' 및 '혼합기체'는 연소로(150)로 전달된다.Returning to FIG. 7 again, the
이를 위한 진공부(250)는 적어도 하나의 진공탱크(252,254,256)와, 진공펌프(260)와, 버퍼탱크(310)를 포함한다.The
이 중에서 적어도 하나의 진공탱크(252,254,256)는 각각의 내부에 진공이 조성된 상태로 폐기물의 열 분해 시(侍) 인너탱크(120)와 순차적으로 연결되어 양측의 내부압력을 동일하게 하는 방식으로 '혼합기체'를 인출하고, 진공펌프(260)는 인너탱크(120)의 '기체'와 진공탱크(252,254,256)의 '혼합기체'를 인출하여 각각에 진공을 조성한다. 그리고 진공펌프(260)에 의해 인너탱크(120)와 진공탱 크(252,254,256)로부터 각각 인출된 '기체'와 '혼합기체'는 버퍼탱크(310)에 저장된 후 연소로(150)로 전달된다.At least one of the vacuum tanks (252, 254, 256) is sequentially connected to the
이때, 바람직하게는 진공부(250)에는 진공탱크(252,254,256) 각각에 외부공기를 유입시켜 버퍼탱크(310)로 배기하는 적어도 하나의 블러워(290,310)와, 버퍼탱크(310)에 저장된 '기체' 및 '혼합기체'를 연소로(150)로 전달하는 과정 중에 발생될 수 있는 역화(逆火)를 방지하기 위한 역화방지유닛(320)이 포함될 수 있다. At this time, preferably, the
이 경우 블로워(290,310)는 외부의 공기를 진공탱크(252,254,256) 각각에 유입시키는 제 1 블로워(290)와, 진공탱크(252,254,256) 각각에 유입된 외부공기를 버퍼탱크(310)로 전달하는 제 2 블로워(300)가 병행될 수 있고, 역화방지유닛(320)은 연소로(150)의 내부압력에 의거, 버퍼탱크(310)와 연소로(150)를 연결하는 관로를 여닫는 제 2 밸브어셈블리(322) 및 상기 제 2 밸브어셈블리(322)의 계폐동작 직전에 해당 관로로 불활성 기체를 불어넣어 역화 방지에 신뢰성을 기하는 컴프레셔(324)를 포함할 수 있다.In this case, the
이 같은 역화방지유닛(320)에 대해서는 본 출원인에 의한 출원발명 제10-2007-0081946호 등에 자세히 나타나 있으므로 별도의 설명은 생략한다.Such a
아울러, 본 발명에 따른 열분해 시스템에는 원활한 동작을 도모하기 위한 복수의 밸브(V1 내지 )가 사용될 수 있고, 이들은 상술한 각 구성요소 사이의 적절한 지점에 설치되어 각각을 흐르는 유체의 이동을 제어한다.In addition, in the pyrolysis system according to the present invention, a plurality of valves V1 to may be used for smooth operation, and these are installed at appropriate points between the above-described components to control the movement of the fluid flowing through each.
이를 위한 밸브는 그 기능에 따라 수량 및 위치가 조절될 수 있지만 유체의 흐름을 온/오프(on/off)하는 단속밸브라는 가정하에 도면에 의거, 냉각부(200)와 제 1 내지 제 3 진공탱크(252,254,256) 각각의 연결을 온/오프하는 제 1 내지 제 3 밸브(V1 내지 V3)와, 냉각부(200)와 진공펌프(260)의 연결을 온/오프 하는 제 4 밸브(V4)와, 진공펌프(260)와 제 1 내지 제 3 진공탱크(252,254,256) 각각의 연결을 온/오프하는 제 5 내지 제 7 밸브(V5,V6,V7)와, 제 1 블로워(290)와 냉각부(200)의 연결을 온/오프하는 제 8 밸브(V8)와, 제 1 블로워(290)와 제 1 내지 제 3 진공탱크(252,254,256) 각각의 연결을 온/오프하는 제 9 내지 제 11 밸브(V9,V10,V11)와, 제 2 블로워(300)와 제 1 내지 제 3 진공탱크(252,254,256) 각각의 연결을 온/오프하는 제 12 내지 제 14 밸브(V12,V13,V14)와, 냉각부(200)와 기체처리부(230)의 연결을 온/오프하는 제 15 밸브(V15)가 사용될 수 있다.According to the drawings, the
또한, 액체처리부(220)의 유수저장탱크(222)와 유수분리탱크(224) 사이로 제 16 밸브(V16)를 설치하여 유수분리탱크에 의한 물과 기름성분의 분리에 신뢰성을 기할 수 있고, 제 4 밸브(V4)와 진공펌프(260) 사이로 별도의 필터(280)를 개재하여 진공펌프로 유입되는 기타 이물질을 걸러 제거하는 한편, 필터(280)와 진공펌프(260) 사이로 제 17 밸브(V17)를 개재하여 해당 관로를 온/오프하도록 할 수 있으며, 냉각부(200)와 제 15 밸브(V15) 사이로는 안전변(270)을 개재하여 정전 등으로 인한 진공부(250)의 오작동 시 분해로(100)의 인너탱크(120) 내부압력이 기 설정된 기준치보다 높아질 경우에 인너탱크(120)와 기체처리부(232)가 직접 연결되도록 할 수 있다. 덧붙여, 미설명 부호 V18은 분해로(100)의 인너탱크(120)를 비롯한 진공탱크(252,254,256)를 대기압으로 조성하기 위한 제 18 밸브를 나타낸다.In addition, by installing a sixteenth valve (V16) between the oil and
이하, 본 발명에 따른 열분해 시스템의 작동상태를 살펴본다.Hereinafter, look at the operating state of the pyrolysis system according to the present invention.
첨부된 도 8 내지 도 12는 본 발명에 따른 열분해 시스템을 이용한 폐기물의 열분해 과정을 순서대로 나타낸 블록도이다. 이때 편의상 해당 도면에 있어서 설명에 필요한 부분을 상대적으로 진하게 표시하였는데, 이는 실질적으로 각 단계에 대한 유체의 이동경로에 해당된다.8 to 12 are block diagrams sequentially illustrating a pyrolysis process of waste using a pyrolysis system according to the present invention. At this time, for convenience, the parts necessary for explanation in the drawings are shown in relatively dark colors, which substantially correspond to the movement paths of the fluids for each step.
설명의 편의상 앞서 도 2 내지 도 8을 함께 참조한다.For convenience of description, reference is made to FIGS. 2 to 8 above.
먼저, 본 발명에 따른 열분해 시스템을 이용한 폐기물 처리방법을 위해서는 연소로(150)의 가열이 선행되고, 이후 분해로(110)의 도어(114)를 열어 인너탱크(120)에 폐기물을 투입한 다음 밀폐한다.First, the waste treatment method using the pyrolysis system according to the present invention is preceded by the heating of the
이어서 연소로(150)의 온도가 적정수준, 예컨대 800 내지 850℃ 정도에 달하면 진공펌프(260)의 가동으로 분해로(100)의 인너탱크(120)로부터 '기체'가 인출되어 진공이 조성된다. 이를 위해 제 4 밸브(V4)와 제 17 밸브(V17)가 온 되고 나머지는 오프상태를 유지한다. 그 결과 분해로(100)의 인너탱크(120)로부터 인출된 '기체'는 냉각부(200)와 진공부(250)의 필터(280)와 진공펌프(260)와 버퍼탱크(310)와 역화방지유닛(320)을 거쳐 연소로(150)로 전달된다.Subsequently, when the temperature of the
이와 같은 인너탱크(120)의 진공 조성과 동시 또는 전후로 제 1 내지 제 3 진공탱크(252,254,256)에도 진공이 조성되며, 이를 위해 진공펌프(260)의 가동과 함께 모든 밸브(V1 내지 V18)가 오프된 상태에서 제 1 내지 제 3 밸브(V1 내지 V3)와 제 5 내지 제 7 밸브(V5 내지 V7)와 제 17 밸브(V17)가 온 된다. 그 결과 제 1 내지 3 진공탱크(252,254,256) 각각의 공기가 인출되어 진공이 조성되고, 제 1 내 지 제 3 진공탱크(252,254,256)로부터 인출된 공기는 필터(280)와 진공펌프(260)와 버퍼탱크(310)와 역화방지유닛(320)을 거쳐 연소로(150)로 전달된다. Vacuum is also formed in the first to
이때, 해당 단계에서 연소로(150)는 이미 '기체'의 완전연소에 필요한 800 내지 850℃에 도달하였으므로 연소로(150)를 통과하는 '기체'와 공기 등은 '완전연소기체'로 연소되고, 증발기(310)의 열교환기(312)와 냉각장치(212)와 정화기(214)와 응축기(216)를 거쳐 정화수 및 정화기체의 형태로 최종 배출된다.(이상 도 8 참조)At this time, since the
이어서, 분해로(100)의 인너탱크(120)가 적정온도, 예컨대 150℃ 이상 가열되면 폐기물의 열분해가 본격적으로 진행되고, '혼합기체'가 발생되어 인너탱크(120)의 내부압력이 상승한다. 이에 따라 모든 밸브(V1 내지 V18)가 오프된 상태에서 제 1 밸브(V1)가 온 되어 인너탱크(120)의 '혼합기체'는 냉각부(200)를 거쳐 제 1 진공탱크(252)로 전달되고, 인너탱크(120)와 제 1 진공탱크(252)의 내부 압력이 동일하게 되는 방식으로 인너탱크(120)의 진공이 일정하게 유지되어 계속적인 폐기물의 열분해가 이루어진다. Subsequently, when the
한편, 상기의 과정 중에 냉각부(200)에서는 '혼합기체'의 냉각에 따른 결로가 발생되어 유수저장탱크(222)에 물과 기름성분이 수집되는 가운데 분해로(100)의 제 2 배출관(112)을 통해서는 고온의 '연소기체'가 연소로(150)로 전달된다.Meanwhile, during the above process, condensation occurs due to cooling of the 'mixed gas' in the
이에 따라 유수저장탱크(222)에 충분한 양의 물과 기름성분이 수집되면 제 16 밸브(V16)가 온 되어 유수분리탱크(224)로 옮겨짐으로써 물과 기름성분이 분리되는데, 이 중에서 기름성분은 유류저장탱크(226)에 저장된 후 연료공급부(240)를 통해 버너(130)로 공급되어 화염 유지를 위한 제 2 연료로 활용되고, 물은 증발기(310)로 공급된다. 이때, 증발기(310)의 열교환기(312)로는 '연소기체'의 완전연소에 따른 고온의 '완전연소기체'가 유입되고, 그 결과 물과 '완전연소기체' 사이의 열교환에 따른 수증기와 완전연소기체가 냉각장치(212)와 정화기(214)와 응축기(216)를 거쳐 정화수 및 정화기체의 형태로 최종 배출된다. (이상 도 9 참조)Accordingly, when a sufficient amount of water and oil components are collected in the oil and
이어서, 제 1 진공탱크의 내부압력이 일정이상에 도달하면 제 1 밸브가 오프되고 제 4 밸브와 제 6 밸브가 온 되어 분해로의 인너탱크를 제 2 진공탱크에 연결한다. 이에 따라 인너탱크(120)의 '혼합기체'는 냉각부(200)를 거쳐 제 2 진공탱크(254)로 전달되고, 인너탱크(120)와 제 2 진공탱크(254)의 내부 압력이 동일하게 되는 방식으로 인너탱크(120)의 진공이 일정하게 유지되어 계속적인 폐기물의 열분해가 이루어진다. Subsequently, when the internal pressure of the first vacuum tank reaches a predetermined value or more, the first valve is turned off, and the fourth and sixth valves are turned on to connect the inner tank of the cracking furnace to the second vacuum tank. Accordingly, the 'mixed gas' of the
아울러, 해당 단계에서 필요하다면 제 1 진공탱크(252)의 '혼합기체'를 비우는 배기 및 재 진공이 이루어질 수 있다.In addition, if necessary in this step, the exhaust and re-vacuum to empty the 'mixed gas' of the
우선, 제 1 진공탱크(252)의 배기를 위해서는 먼저 제 18 밸브(V18)가 온 되어 제 1 진공펌프(260) 내부가 대기압으로 조성된다. 이후 제 18 밸브(V18)가 오프되고 제 9 밸브(V9)와 제 1 밸브(V1)와 제 12 밸브(V12)가 온 되면서 제 1 및 제 2 블러워(290,300)가 가동되면 제 1 진공탱크(252)에 충진된 '혼합기체'가 버퍼탱크(310)로 전달되는 대신, 제 1 진공탱크(252)에는 외부 공기가 충진된다.First, in order to exhaust the
그리고 버퍼탱크(310)로 전달된 제 1 진공탱크(252)의 '혼합기체'는 역화방지유닛(320)을 거쳐 연소로로 전달된다.(이상 도 10 참조)In addition, the 'mixed gas' of the
후속해서 제 1 진공탱크(252)의 재 진공을 위해서는 제 1 및 제 2 블로워(290,300)의 가동이 중단된 상태에서 제 18 밸브(V18)와 제 9 밸브(V9)가 오프되고, 진공펌프(260)가 가동되면서 제 5 밸브(V5)와 제 17 밸브(V17)가 온 된다. 이에 따라 제 1 진공탱크(252)에 충진된 공기는 진공펌프(260)를 통해 버퍼탱크(310)와 역화방지유닛(320)을 거쳐 연소로(150)로 전달되고, 제 1 진공탱크(252)는 재 진공이 조성된다.(이상 도 11 참조)Subsequently, the 18th valve V18 and the ninth valve V9 are turned off while the first and
이때, 제 1 진공탱크(252)의 배기 및 재 진공은 분해로(100)의 인너탱크(120)와 제 2 진공탱크(254)가 연결되는 시점 이후의 적절한 단계에서 진행되는 것도 가능하고, 상기의 과정을 통해 분해로(100)의 인너탱크(120)는 제 1 내지 제 3 진공탱크(252,254,256)와 순차적으로 연결되어 일정한 진공이 조성된다. 이에 따라 도 11에는 분해로(100)의 인너탱크(120)와 제 3 진공탱크(256)가 서로 연결된 형태가 나타나 있으며, 그 외 냉각부(200), 액체처리부(220), 연료공급부(240), 증발기(310) 등의 작용은 앞서 도 9와 동일하다.At this time, the exhaust and re-vacuum of the
한편, 상기와 같은 폐기물의 열분해 과정 중 연소로(150)의 온도가 900℃ 이상 상승하면 '혼합기체' 내에는 기체성분의 함유량이 절대적으로 증가한다.On the other hand, when the temperature of the
이에 따라 모든 밸브(V1 내지 V18)가 오프되는 대신 제 15 밸브(V15)가 온 되면 분해로(100)의 인너탱크(120)에서 발생된 '혼합기체'는 냉각부(200)를 거쳐 기체처리유닛(230)의 압축기(232)로 전달된다. 그리고 압축기(232)에서 압축된 '혼합기체'는 연료공급부(240)로 전달되어 버너(130)의 제 3 연료로 활용되고, '연소기체'는 연소로(150)에서 완전연소 된 후 증발기(310)의 열교환기(312)와 냉각장 치(212)와 정화기(214)와 응축기(216)를 거쳐 외부로 배출된다. Accordingly, when all the valves V1 to V18 are turned off and the fifteenth valve V15 is turned on, the 'mixed gas' generated in the
이후, 폐기물의 열분해가 모두 완료되어 '혼합기체'의 발생이 중지되면, 분해로(100)의 가열을 중단 한 후 제 1 및 제 2 블로워(290,300)와 다수의 밸브(V1 내지 V18)를 적절히 조절하여 제 1 내지 제 3 진공탱크(252,254,256)와, 버퍼탱크(232) 등에 대기압을 조성한 다음 외부공기를 유입시킴으로써 잔류 '혼합기체' 를 연소로(150)에서 모두 연소시킨다. 이에 대해서는 별도의 도면이 없더라도 앞서 설명을 통해 충분히 이해할 수 있을 것이다.Then, when all the pyrolysis of the waste is completed and generation of the 'mixed gas' is stopped, the heating of the cracking
이로써 본 발명에 따른 열분해 시스템의 환기 및 청소까지 완료되었고, 충분히 시간이 경과되어 인너탱크(170)가 냉각되면 그 내부의 소각재 등의 잔류물을 제거함으로써 전(全) 과정을 완료한다.As a result, the ventilation and cleaning of the pyrolysis system according to the present invention are completed, and when the
도 1은 일반적인 폐기물 소각장치에 대한 개요도.1 is a schematic diagram of a general waste incinerator.
도 2는 본 발명에 따른 분해로에 대한 외관 사시도.Figure 2 is an external perspective view of the decomposition furnace according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 분해로에 대한 내부 투시도.Figure 3 is an internal perspective view of the decomposition furnace according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 연소로에 대한 외관 사시도.Figure 4 is an external perspective view of the combustion furnace according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 연소로에 대한 내부 투시도.5 is an internal perspective view of a combustion furnace according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 연소로에 대한 단면 사시도.6 is a sectional perspective view of a combustion furnace according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 폐기물의 열분해 시스템에 대한 개요도.7 is a schematic diagram of a pyrolysis system of waste according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 연료공급부에 대한 개도요.8 is an overview of a fuel supply unit according to the present invention.
도 9 내지 도 12는 각각 본 발명에 따른 폐기물 열분해 시스템에 대한 작동상태를 나타낸 개요도.9 to 12 are each a schematic diagram showing an operating state for the waste pyrolysis system according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 분해로 110 : 아우터탱크100: cracking furnace 110: outer tank
112 : 제 1 배출관 114 : 도어112: first discharge pipe 114: door
116 : 클램프 120 : 인너탱크116: clamp 120: inner tank
122 : 제 2 배출관 130 : 연소관122: second discharge pipe 130: combustion pipe
132 : 연료유입구 134 : 분사홀132: fuel inlet 134: injection hole
150 : 연소로 160 : 제 1 연소탱크150: combustion furnace 160: first combustion tank
170 : 제 2 연소탱크 172 : 배출구170: second combustion tank 172: outlet
180 : 연소관 182 : 유입구180: combustion tube 182: inlet
184 : 연결구 190 : 순환플레이트184: connector 190: circular plate
192 : 관통홀 194 : 가이드단192: through hole 194: guide end
200 : 냉각부 202,204,206 : 제 1 내지 제 3 냉각유닛200: cooling unit 202,204,206: first to third cooling unit
212 : 냉각장치 214 : 정화기212
216 : 응축기 220 : 액체처리부216: condenser 220: liquid treatment
222 : 유수저장탱크 224 : 유수분리탱크222: oil and water storage tank 224: oil and water separation tank
226 : 유류저장탱크 230 : 기체처리부226: oil storage tank 230: gas treatment unit
232 : 압축기 240 : 연료공급부232: compressor 240: fuel supply unit
242,244,246 : 제 1 내지 제 3 저장탱크242,244,246: first to third storage tanks
245 : 예열탱크 248 : 제 1 밸브어셈블리245: preheat tank 248: first valve assembly
250 : 진공부 252,254,256 : 제 1 내지 제 3 진공탱크250:
260 : 진공펌프 270 : 감압변260: vacuum pump 270: pressure reducing valve
280 : 필터 290,300 : 제 1 및 제 2 블로워280: filter 290,300: first and second blower
310 : 증발기 312 : 열교환기310: evaporator 312: heat exchanger
320 : 역화방지유닛 322 : 제 1 밸브어셈블리320: flashback prevention unit 322: the first valve assembly
324 : 컴프레셔 A : 분해영역324 Compressor A: decomposition zone
B : 화염영역 C,D : 제 1 및 제 2 연소영역B: flame zone C, D: first and second combustion zones
H : 발열수단 V1 내지 V18 : 제 1 내지 제 18 밸브H: heat generating means V1 to V18: first to eighteenth valves
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101257063B1 (en) * | 2011-01-25 | 2013-04-22 | 노화준 | Apparatus for disposing stock |
CN112090920A (en) * | 2019-06-17 | 2020-12-18 | 藤森工业株式会社 | Raw material processing device |
KR20210034798A (en) * | 2019-09-23 | 2021-03-31 | (주)오클린테크 | Deodorizer and method of deodorizing thereof |
-
2008
- 2008-12-26 KR KR1020080134908A patent/KR20100076757A/en active IP Right Grant
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