KR20110107996A - System using thermal desorption for treating contamination soil and method using thermal desorption for treating contamination - Google Patents

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KR20110107996A KR1020100027235A KR20100027235A KR20110107996A KR 20110107996 A KR20110107996 A KR 20110107996A KR 1020100027235 A KR1020100027235 A KR 1020100027235A KR 20100027235 A KR20100027235 A KR 20100027235A KR 20110107996 A KR20110107996 A KR 20110107996A
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Abstract

열탈착시 발생된 폐열을 이용하여 오염토에서 중금속 오염물질을 추출할 수 있는 열탈착을 이용한 오염토처리시스템 및 오염토처리방법이 소개된다. 이 중에서 오염토처리시스템은 오염토로부터 오염물질을 열탈착시키기 위한 로터리킬른(100)과, 로터리킬른(100)에서 발생된 오염가스에서 굵은 분진을 분리하여 처리하는 싸이클론(200)과, 싸이클론(200)의 오염가스를 세정하기 위한 세정반응기(300)와, 세정반응기(300)의 내부공간을 통과하는 오염가스가 냉각되도록 세정반응기(300)를 두르는 열교환기(400)와, 열교환기(400)의 열을 열원으로 한 일정 온도하에서 추출제를 투입하여 상기 로터리킬른(100)에서 배출된 오염토로부터 중금속 오염물질을 추출하는 중금속추출반응기(500)와, 세정반응기(300)를 통과한 오염가스로부터 미세 분진을 제거하는 여과집진기(600)를 포함하여 구성된다.A soil soil treatment system and a soil soil treatment system using thermal desorption that can extract heavy metal contaminants from soil soil using waste heat generated during thermal desorption are introduced. Among them, the contaminated soil treatment system includes a rotary kiln (100) for thermally desorbing contaminants from the contaminated soil, a cyclone (200) for separating and treating coarse dust from the contaminated gas generated from the rotary kiln (100), and a cyclone. The cleaning reactor 300 for cleaning the contaminated gas of 200, the heat exchanger 400 surrounding the cleaning reactor 300 to cool the contaminated gas passing through the internal space of the cleaning reactor 300, and the heat exchanger ( A heavy metal extraction reactor (500) and a cleaning reactor (300) that pass through the cleaning reactor (300) to extract heavy metal contaminants from the contaminated soil discharged from the rotary kiln (100) by inputting an extractant under a predetermined temperature using heat of (400) as a heat source. It is configured to include a bag filter 600 for removing fine dust from the polluted gas.

Figure P1020100027235
Figure P1020100027235

Description

열탈착을 이용한 오염토처리시스템 및 오염토처리방법{SYSTEM USING THERMAL DESORPTION FOR TREATING CONTAMINATION SOIL AND METHOD USING THERMAL DESORPTION FOR TREATING CONTAMINATION}SYSTEM USING THERMAL DESORPTION FOR TREATING CONTAMINATION SOIL AND METHOD USING THERMAL DESORPTION FOR TREATING CONTAMINATION}

본 발명은 열탈착을 이용한 오염토처리시스템 및 오염토처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열탈착과정 중 발생한 열을 회수하여 오염토로부터 중금속 오염물질을 추출할 수 있는 열탈착을 이용한 오염토처리시스템 및 오염토처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a contaminated soil treatment system and a contaminated soil treatment method using thermal desorption, and more particularly, to a contaminated soil treatment system using thermal desorption that can extract heavy metal contaminants from contaminated soil by recovering heat generated during the thermal desorption process. It relates to a contaminated soil treatment method.

오늘날의 산업은 거의 화석 연료를 기반으로 발전하여 왔으나, 산업의 발전과 함께 수반된 환경 오염이 오히려 인간의 삶을 위협할 정도의 심각한 문제로 다가서고 있다.Today's industry has developed almost on the basis of fossil fuels, but the environmental pollution that accompanies the development of the industry is a serious problem that threatens human life.

환경 오염은 크게, 대기 오염, 수질 오염 및 토양 오염으로 구분할 수 있는데, 이 중에서 토양 오염은 지하수 오염을 통한 수질 오염을 유발시킬 뿐 아니라, 식량 생산에 매우 심각한 위협이 되고 있다.Environmental pollution can be classified into air pollution, water pollution, and soil pollution, among which soil pollution not only causes water pollution through groundwater pollution, but also poses a serious threat to food production.

특히, 토양이 일단 오염되면 오염된 토양이 자연적으로 정화되기 위해서 상당한 기간을 필요로 하기 때문에, 오염된 토양을 짧은 시간 내에 효과적으로 정화하기 위한 기술에 대한 관심이 점차 증대되고 있다. In particular, there is a growing interest in techniques for effectively purifying contaminated soil in a short time, since once the soil is contaminated, it takes a considerable period of time for the contaminated soil to be naturally purified.

열탈착 처리방법은 오염된 토양을 정화하는 기술 중 물리적 처리방법의 대표적인 기술이다. 이 열탈착 처리방법은 기존의 열적 처리법인 소각법에 비해 상대적으로 처리온도가 낮아 에너지 소모가 적고, 토양의 물리적 특성을 그대로 유지 하면서 오염물질을 물리적으로 분리시키므로, 정화 처리토를 굴착된 지역에 되메움할 수 있는 장점을 갖는다.Thermal desorption treatment method is a representative technique of the physical treatment method of the technology to purify the contaminated soil. The thermal desorption treatment method has a lower processing temperature than the incineration method, which is a conventional thermal treatment method, which consumes less energy and physically separates contaminants while maintaining the physical properties of the soil. It has the advantage of being filled.

열탈착 처리법의 장치는 여러 가지 타입이 있으나, 원통형의 로터리킬른(rotary kiln)이 많이 사용되고 있다. 이 로터리킬른은 원통형의 가마로, 롤러에 의해 지지되어 소정 각도로 경사지게 위치되며, 천천히 회전되도록 구성된다. There are many types of thermal desorption treatment devices, but cylindrical rotary kilns are frequently used. The rotary kiln is a cylindrical kiln, which is supported by a roller and is inclined at a predetermined angle, and is configured to rotate slowly.

즉, 로터리킬른의 내측으로 오염된 토양이 연속적으로 공급되면, 오염된 토양은 로터리킬른의 회전에 의해 원통 내벽을 미끄러져 떨어지면서 이동하는데, 이때, 오염된 토양의 오염물질은 로터리킬른에 장착된 버너에 의해 공급된 열로 인해, 액상/고상으로부터 기상으로 변화하여, 토양입자로부터 분리되는 열탈착이 이루어진다. In other words, when the soil contaminated into the rotary kiln is continuously supplied, the soil moves by sliding down the inner wall of the cylinder by the rotation of the rotary kiln, wherein the pollutants of the contaminated soil are mounted on the rotary kiln. Due to the heat supplied by the burners, it changes from the liquid / solid phase to the gas phase, resulting in thermal desorption which separates from the soil particles.

그런데 종래 로터리킬른을 이용한 열탈착 처리방법의 경우, 토양 내 오염물질을 열탈착시키기 위해 사용된 열에너지가 재활용되지 못하고 그대로 낭비되는 문제점과 함께, 로터리킬른에서 발생된 가스로부터 미세분진과 중금속 오염물질을 효과적으로 정화하지 못한다는 문제가 있었다. However, in the case of the conventional thermal desorption treatment method using a rotary kiln, the thermal energy used to thermally desorb the contaminants in the soil is not recycled and wasted as it is, and effectively purifies the fine dust and heavy metal contaminants from the gas generated in the rotary kiln. There was a problem that can not.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 오염토에서 휘발성 오염물질을 열탈착하면서, 열탈착시 발생된 폐열을 이용하여 오염토에서 비휘발성 오염물질인 중금속 오염물질을 추출할 수 있도록 하는 열탈착을 이용한 오염토처리시스템 및 오염토처리방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving this problem, by using the heat desorption of volatile contaminants in the contaminated soil, by using the waste heat generated during thermal desorption using heat desorption to extract the heavy metal contaminants, which are non-volatile contaminants from the contaminated soil To provide a contaminated soil treatment system and a contaminated soil treatment method.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 오염토처리시스템은 로터리킬른, 싸이클론, 세정반응기, 열교환기, 중금속추출반응기 및 여과집진기를 포함하고, 로터리킬른은 오염토로부터 오염물질을 열탈착시키고, 싸이클론은 상기 로터리킬른에서 발생된 오염가스에서 굵은 분진을 분리하여 처리하고, 세정반응기는 상기 싸이클론의 오염가스를 세정하고, 열교환기는 상기 세정반응기의 내부공간을 통과하는 오염가스가 냉각되도록 상기 세정반응기를 둘러싸고, 중금속추출반응기는 상기 열교환기의 열을 열원으로 한 일정 온도하에서 추출제를 투입하여 상기 로터리킬른에서 배출된 오염토로부터 중금속 오염물질을 추출하고, 여과집진기는 상기 세정반응기를 통과한 오염가스로부터 미세 분진을 제거하는 것을 특징으로 한다.Contaminated soil treatment system according to the present invention to achieve the above object includes a rotary kiln, cyclone, cleaning reactor, heat exchanger, heavy metal extraction reactor and filter dust collector, the rotary kiln thermal desorption of contaminants from the contaminated soil, The clone separates and processes coarse dust from the polluted gas generated in the rotary kiln, the cleaning reactor cleans the polluting gas of the cyclone, and the heat exchanger cleans the polluting gas passing through the internal space of the cleaning reactor. Surrounding the reactor, the heavy metal extraction reactor is to extract the heavy metal contaminants from the contaminated soil discharged from the rotary kiln by inputting an extractant at a predetermined temperature using the heat of the heat exchanger as a heat source, and the bag filter is passed through the cleaning reactor It is characterized by removing the fine dust from the polluted gas.

이때, 상기 싸이클론과 세정반응기 사이에 연결되어 상기 싸이클론의 오염가스를 2차 가열하는 열산화기를 더 포함하고, 상기 열교환기와 중금속추출반응기 사이에 연결되어 상기 열교환기의 공정수를 과열 증기화시켜 상기 중금속추출반응기에 열원으로서 공급하는 과열증기발생기를 더 포함하며, 상기 로터리킬른에서 배출된 오염토에 냉각수를 분사하여 냉각하는 워터자켓을 더 포함할 수 있다.At this time, the cyclone is further connected between the scrubber and the washing reactor, the thermal oxidizer further heats the polluting gas of the cyclone, and is connected between the heat exchanger and heavy metal extraction reactor to superheat the process water of the heat exchanger It further comprises a superheated steam generator for supplying the heavy metal extraction reactor as a heat source, and may further include a water jacket for cooling by spraying a cooling water to the contaminated soil discharged from the rotary kiln.

특히, 상기 워터자켓은 상기 로터리킬른에서 배출된 오염토가 입출되는 워터자켓유입구 및 워터자켓배출구를 갖는 워터자켓케이스와, 상기 워터자켓케이스 내부에 설치되는 냉각파이프와, 상기 냉각파이프에 이격 배치되어 상기 오염토에 냉각수를 분사하는 분사노즐로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 세정반응기는 오염가스가 입출되는 세정유입구 및 세정배출구가 상하부에 각각 마련되는 세정하우징과, 상기 세정하우징의 내부에 세정제를 분사하기 위해 상기 세정하우징에 방사상으로 배치되는 세정분사노즐과, 상기 세정하우징의 하단에 설치되어 상기 세정분사노즐에 의해 세정된 분진 및 오염물질이 포집되는 더스트박스를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 중금속추출반응기는 상기 과열증기발생기의 과열 증기가 유입되는 공정수유로가 형성되는 추출조와, 상기 추출조의 상부에 설치되어 추출조 내 혼합수를 교반하는 임펠러를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 열교환기는 상기 세정하우징의 상하방향으로 지그재그 형태로 배치되는 열교환파이프로 구성되는 것이 바람직하다.In particular, the water jacket is a water jacket case having a water jacket inlet and a water jacket discharge port through which the contaminated soil discharged from the rotary kiln is introduced, a cooling pipe installed inside the water jacket case, and spaced apart from the cooling pipe It is preferably composed of a spray nozzle for injecting cooling water to the soil. The cleaning reactor includes a cleaning housing having a cleaning inlet port and a cleaning discharge port through which contaminant gas is introduced, and a cleaning spray nozzle disposed radially in the cleaning housing to inject a cleaning agent into the cleaning housing. It is preferable to include a dust box installed at a lower end of the housing and collecting dust and contaminants cleaned by the cleaning spray nozzle. The heavy metal extraction reactor preferably includes an extraction tank in which a process water flow path through which superheated steam of the superheat steam generator is introduced is formed, and an impeller installed on the extraction tank to stir the mixed water in the extraction tank. The heat exchanger is preferably composed of heat exchange pipes arranged in a zigzag shape in the vertical direction of the cleaning housing.

본 발명에 따른 열탈착을 이용한 오염토처리방법은 오염토로부터 오염물질을 열탈착시키는 오염토 열탈착단계와, 오염토의 열탈착과정에서 발생된 오염가스에서 굵은 분진을 선별하여 처리하는 굵은 분진 처리단계와, 굵은 분진이 처리된 오염가스를 세정하고 공정수의 열교환을 통해 오염가스를 냉각하는 세정 및 냉각단계와,열교환된 열을 열원으로 한 일정 온도하에서 추출제를 투입하여 열탈착된 오염토로부터 중금속 오염물질을 추출하는 중금속추출단계를 포함한다.The contaminated soil treatment method using thermal desorption according to the present invention is a contaminated soil thermal desorption step of thermal desorption of contaminants from the contaminated soil, and a coarse dust treatment step of selecting and treating coarse dust from the contaminated gas generated during the thermal desorption process of contaminated soil, The cleaning and cooling step of cleaning the polluted gas treated with dust and cooling the polluted gas through heat exchange of process water, and extracting heavy metal contaminants from the thermally desorbed contaminated soil by inputting extractant under constant temperature using heat exchanged heat as heat source. Heavy metal extraction step of extraction.

특히, 이러한 오염토처리방법은 상기 굵은 분진 처리단계 이후, 굵은 분진이 처리된 오염가스를 가열하여 산화시키는 열산화단계를 더 포함할 수 있고, 상기 세정 및 냉각단계 이후, 냉각된 오염가스로부터 미세 분진을 제거하는 여과집진단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 세정 및 냉각단계 이후, 공정수의 열교환된 공정수를 과열 증기화하여 상기 중금속추출단계의 열원으로 공급하는 과열증기화단계를 더 포함할 수 있다.In particular, such a contaminated soil treatment method may further include a thermal oxidation step of heating and oxidizing the contaminated gas treated with the coarse dust after the coarse dust treatment step, and after the washing and cooling step, fine particles from the cooled contaminated gas The method may further include a filter dust collecting step of removing dust, and after the washing and cooling step, further include a superheated steaming step of superheating and vaporizing the heat-exchanged process water of the process water to the heat source of the heavy metal extraction step. Can be.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.According to the present invention, the following remarkable effects can be realized.

첫째, 본 발명은 로터리킬른과 중금속추출반응기를 유기적으로 결합함으로써, 로터리킬른을 통한 휘발성 오염물질은 물론, 중금속추출반응기를 통한 비휘발성 오염물질인 비소를 포함한 중금속오염원의 처리 문제를 해결할 수 있다는 이점이 있다. 결국, 토양 오염원에 상관없이 매우 경제적이고 효율적으로 오염된 토양을 처리할 수 있다는 이점이 있다.First, the present invention can organically combine the rotary kiln and heavy metal extraction reactor, it is possible to solve the problem of treatment of heavy metal pollutants including arsenic which is volatile contaminants through the rotary kiln, as well as non-volatile contaminants through the heavy metal extraction reactor. There is this. As a result, there is an advantage that the contaminated soil can be treated very economically and efficiently regardless of the soil pollution source.

둘째, 본 발명은 로터리킬른의 열탈착시 발생하는 폐열을 중금속추출반응기의 열원으로 재활용함으로써, 중금속추출반응기의 사용에 필요한 에너지 비용을 절감하고, 중금속추출반응기에 사용되는 추출제 양을 줄이면서도 추출 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.Second, the present invention by recycling the waste heat generated during the thermal desorption of the rotary kiln as a heat source of the heavy metal extraction reactor, to reduce the energy cost required for the use of heavy metal extraction reactor, while reducing the amount of extractant used in the heavy metal extraction reactor, extraction efficiency There is an advantage that can be greatly improved.

셋째, 본 발명은 로터리킬른의 오염토배출구측에 워터자켓을 구비함으로써, 열탈착된 오염토로부터 비산 먼지를 제거하고, 열탈착된 오염토에서 발생되는 고온의 가스로 인한 피해를 방지할 수 있다는 이점이 있다.Third, the present invention provides a water jacket on the contaminated soil discharge outlet side of the rotary kiln, thereby removing the scattering dust from the thermally desorbed contaminated soil and preventing damage due to the high temperature gas generated from the thermally desorbed contaminated soil. have.

도 1은 본 발명에 따른 열탈착을 이용한 오염토처리시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 오염토처리시스템의 워터자켓을 도시한 구성도.
도 3a는 본 발명에 따른 오염토처리시스템의 세정반응기를 도시한 구성도.
도 3b는 도 3a의 "A-A"선부를 절개하여 도시한 단면도.
도 4a는 본 발명에 따른 오염토처리시스템의 중금속추출반응기를 도시한 구성도.
도 4b는 도 4a를 위에서 바라본 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 오염토처리시스템의 여과집진기를 도시한 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 오염토처리방법을 개략적으로 나타낸 블럭도.
1 is a block diagram showing a contaminated soil treatment system using thermal desorption according to the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a water jacket of a contaminated soil treatment system according to the present invention.
Figure 3a is a block diagram showing a cleaning reactor of the contaminated soil treatment system according to the present invention.
FIG. 3B is a sectional view taken along the line “AA” of FIG. 3A;
Figure 4a is a block diagram showing a heavy metal extraction reactor of the contaminated soil treatment system according to the present invention.
4B is a plan view of FIG. 4A seen from above.
Figure 5 is a block diagram showing a bag filter of the soil treatment system according to the present invention.
Figure 6 is a schematic block diagram showing a soil treatment method according to the present invention.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오염토처리시스템은, 오염된 토양(이하 오염토)을 열탈착하여 휘발성 오염물질을 처리하면서, 열탈착 과정에서 발생된 열을 이용하여 오염토에 잔존하는 비휘발성 오염물질을 제거할 수 있다는 점에 가장 큰 특징이 있다. As shown in Figure 1, the contaminated soil treatment system according to the present invention, by thermal desorption of the contaminated soil (hereinafter contaminated soil) to treat volatile contaminants, remaining in the contaminated soil using heat generated in the thermal desorption process The biggest feature is the ability to remove non-volatile contaminants.

이를 구현하기 위해, 오염토처리시스템 장치는 로터리킬른(100), 싸이클론(200), 열산화기(700), 세정반응기(300), 열교환기(400), 과열증기발생기(900), 중금속추출반응기(500) 및 여과집진기(600)를 포함하여 구성된다.To implement this, the contaminated soil treatment system device is a rotary kiln (100), cyclone (200), thermal oxidizer (700), washing reactor (300), heat exchanger (400), superheated steam generator (900), heavy metals. It is configured to include an extraction reactor 500 and a bag filter 600.

로터리킬른(100)은 오염된 토양에 열에너지를 가하여 토양 세공 속이나 토양 입자들 사이에 존재하는 오염물질을 기상으로 열탈착시키기는 구성으로, 주로 휘발성 유기오염물질이나 유류 오염물질이 주된 처리대상이 된다. 이때, 로터리킬른(100)에서 이루어지는 오염된 토양에 대한 열처리는, 비소와 같은 중금속을 reducible type에서 exchangeable type과 soluble type으로 전환시킬 수 있으며, exchangeable type과 soluble type으로 전환된 비소와 같은 중금속은 중금속추출반응기(500)를 통한 저온 추출공정을 통하여 중금속을 용이하게 제거할 수 있다. The rotary kiln 100 is configured to thermally desorb the contaminants present in soil pores or between soil particles by applying thermal energy to the contaminated soil, and mainly volatile organic contaminants or oil contaminants are the main treatment targets. . At this time, the heat treatment for the contaminated soil in the rotary kiln 100 can convert heavy metals such as arsenic from reducible type to exchangeable type and soluble type, and heavy metals such as arsenic converted to exchangeable type and soluble type are heavy metals. Heavy metals can be easily removed through a low temperature extraction process through the extraction reactor 500.

예컨대, 종래 기술의 경우, 로터리킬른(100) 만을 사용하여 오염토로부터 휘발성 유기오염물질이나 유류 오염물질이 주로 처리되었지만, 본 발명의 경우, 로터리킬른(100)과 로터리킬른(100)의 열을 이용한 중금속추출반응기(500)를 통해, 휘발성 유기오염물질이나 유류 오염물질의 처리뿐만 아니라, 비휘발성 오염물질, 예컨대 비소, 납, 수은과 같은 중금속 오염물질의 처리도 가능하다.For example, in the prior art, volatile organic pollutants or oil pollutants were mainly treated from contaminated soil using only the rotary kiln 100. However, in the present invention, the heat of the rotary kiln 100 and the rotary kiln 100 is removed. Through the heavy metal extraction reactor 500 used, not only the treatment of volatile organic contaminants and oil contaminants, but also the treatment of non-volatile contaminants such as heavy metal contaminants such as arsenic, lead, and mercury.

로터리킬른(100)에는 투입호퍼(910) 및 정량이송컨베이어(920)를 통해 자갈 입도 이하의 오염토가 투입되는데, 본 실시예서는 20mm 입도 이하의 오염토가 사용되었다. 오염토의 투입량은 정량이송컨베이어(920)의 이송속도에 의해 결정되며, 이때, 정량이송컨베이어(920)의 이송속도와 로터리킬른(100)의 회전속도를 적절히 조절함으로써, 오염토의 투입량에 따른 오염토의 처리가 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.The rotary kiln 100 is fed with contaminated soil having a particle size of less than gravel through the input hopper 910 and the quantitative conveying conveyor 920. In this embodiment, contaminated soil having a particle size of 20 mm or less is used. The amount of contaminated soil is determined by the conveying speed of the fixed quantity conveying conveyor 920. At this time, by appropriately adjusting the conveying speed of the fixed quantity conveying conveyor 920 and the rotational speed of the rotary kiln 100, the contaminated soil according to the contaminated soil input amount Make sure the process is done smoothly.

이러한 로터리킬른(100)은 회전 가능하게 설치되는 회전드럼(110)과, 회전드럼(110)의 회전속도를 제어하기 위한 인버터(미도시)와, 회전드럼(110)의 일측에 설치되어 오염토를 직접적으로 가열하는 로터리킬른 버너(120)로 크게 구성된다. 회전드럼(110)은 오염토의 원활한 이동을 위해 소정 각도 경사지게 설치되고 해당 내측면에 안내날개(미도시)가 마련된다. 그리고 회전드럼(110)에는 오염토가 투입되는 오염토투입구(111), 오염토에서 기화된 오염가스가 배출되는 가스배출구(113) 및 열탈착된 오염토가 배출되는 오염토배출구(112)가 구비된다. The rotary kiln 100 is a rotating drum 110 is rotatably installed, an inverter (not shown) for controlling the rotational speed of the rotating drum 110, and is installed on one side of the rotating drum 110 contaminated soil It consists largely of a rotary kiln burner 120 to directly heat. Rotating drum 110 is installed to be inclined at an angle for smooth movement of the contaminated soil is provided with a guide wing (not shown) on the inner side. The rotating drum 110 is provided with a contaminated soil inlet 111 into which contaminated soil is introduced, a gas outlet 113 through which contaminated gas is evaporated from the contaminated soil, and a contaminated soil outlet through which the desorbed contaminated soil is discharged. do.

즉, 오염토가 오염토투입구(111)를 통해 로터리킬른(100)의 내부로 투입되면, 회전드럼(110)의 회전에 따른 안내날개의 가이드작용에 의해 회전드럼(110)의 오염토배출구(112)측으로 이동되며, 이때, 로터리킬른 버너(120)의 가열작용에 의해 오염토에서는 오염물질의 열탈착이 이루어진다. 결국, 오염토에서 열탈착된 오염가스는 가스배출구(113)를 통해 배출되어 싸이클론(200)에 유입되고, 열탈착된 오염토는 오염토배출구(112)를 통해 배출되어 워터자켓(800)으로 유입된다.That is, when the contaminated soil is introduced into the rotary kiln 100 through the contaminated soil inlet 111, the contaminated soil discharge port of the rotating drum 110 by the guide action of the guide blade according to the rotation of the rotating drum 110 ( 112), at this time, the thermal desorption of the pollutant is made in the contaminated soil by the heating action of the rotary kiln burner 120. As a result, the contaminated gas thermally desorbed from the contaminated soil is discharged through the gas discharge port 113 and introduced into the cyclone 200, and the thermally desorbed contaminated soil is discharged through the contaminated soil discharge port 112 and introduced into the water jacket 800. do.

로터리킬른(100)의 오염토배출구(112) 측에는 워터자켓(800)이 설치된다. 워터자켓(800)은 로터리킬른(100)에서 배출되는 오염토에 냉각수를 분사하여 오염토가 일정온도 이하로 냉각되도록 한다. 이는 고온의 오염토가 외부로 배출될 경우 오염물질의 비산, 고온의 가스발생, 또는 주변장치의 파손을 방지하기 위함이다.The water jacket 800 is installed at the contaminated soil discharge port 112 side of the rotary kiln 100. The water jacket 800 sprays cooling water on the contaminated soil discharged from the rotary kiln 100 so that the contaminated soil is cooled below a predetermined temperature. This is to prevent the scattering of contaminants, the generation of high temperature gas, or the damage of peripheral devices when the hot soil is discharged to the outside.

도 2에 도시된 바와 같이, 워터자켓(800)은 워터자켓유입구(811) 및 워터자켓배출구(812)를 갖는 워터자켓케이스(810)와, 워터자켓케이스(810) 내부에 지그재그 형태로 배치되는 냉각파이프(820)와, 오염토에 냉각수를 분사하도록 냉각파이프(820)에 이격 배치되는 복수개의 냉각수분사노즐(830)로 구성된다. 따라서, 오염토가 워터자켓유입구(811)를 통해 워터자켓케이스(810) 내부로 유입되면, 냉각파이프(820)를 이동하는 냉각수는 냉각수분사노즐(830)을 통해 분사되면서 오염토가 일정온도 이하로 냉각되도록 한다.As shown in FIG. 2, the water jacket 800 has a water jacket case 810 having a water jacket inlet 811 and a water jacket outlet 812, and is arranged in a zigzag form within the water jacket case 810. The cooling pipe 820 and a plurality of cooling water spray nozzles 830 are spaced apart from the cooling pipe 820 so as to spray the cooling water to the contaminated soil. Therefore, when the contaminated soil is introduced into the water jacket case 810 through the water jacket inlet 811, the cooling water moving through the cooling pipe 820 is sprayed through the cooling water spray nozzle 830 and the contaminated soil is below a predetermined temperature. Allow it to cool down.

로터리킬른(100)의 가스배출구(113) 측에는 싸이클론(200)이 설치된다. 싸이클론(200)은 로터리킬른(100)에서 발생된 오염가스로부터 굵은 분진을 분리하여 처리한다. 예컨대, 싸이클론(200)은 원심력과 중력의 힘에 의해 눈이 보이는 굵은 분진을 오염가스로부터 분리하여 처리하고, 미세분진을 포함한 나머지 오염가스를 열산화기(700)로 이동시킨다. The cyclone 200 is installed at the gas outlet 113 side of the rotary kiln 100. The cyclone 200 separates and processes coarse dust from the polluting gas generated in the rotary kiln 100. For example, the cyclone 200 separates and treats the coarse dust visible by the centrifugal force and the force of gravity from the polluting gas, and moves the remaining polluting gas including the fine dust to the thermal oxidizer 700.

열산화기(700)는 로터리킬른(100)에서 1차 가열된 싸이클론(200)의 오염가스를 2차 가열하여 오염가스내 오염물질을 산화시켜 처리한다. 열산화기(700)는 유입된 오염가스를 열산화시키기 위한 열산화버너(730)와, 싸이클론(200)의 오염가스가 유입되는 열산화유입구(710)와, 산화된 오염가스가 배출되는 열산화배출구(720)를 포함하여 구성된다.The thermal oxidizer 700 oxidizes and contaminates pollutants in the pollutant gas by heating the pollutant gas of the cyclone 200 heated first in the rotary kiln 100. The thermal oxidizer 700 includes a thermal oxidation burner 730 for thermally oxidizing the introduced polluted gas, a thermal oxidation inlet 710 through which the polluted gas of the cyclone 200 is introduced, and an oxidized polluted gas is discharged. It comprises a thermal oxidation outlet (720).

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 열산화기(700)에서 열산화된 오염가스는 세정반응기(300)에 투입된다. 세정반응기(300)는 기상의 오염가스에 NaOH와 같은 세정제를 분사하여 세정한다. 세정반응기(300)는 오염가스가 입출되는 세정유입구(311) 및 세정배출구(312)가 상하부에 각각 마련되는 세정하우징(310)과, 세정하우징(310)에 방사상으로 배치되어 세정하우징(310)의 내부에 세정제를 분사하여 오염가스 내 분진 및 오염물질을 세정하는 세정분사노즐(320)과, 세정하우징(310)의 하단에 설치되어 세정분사노즐(320)에 의해 세정된 분진 및 오염물질이 포집되는 더스트박스(330)로 구성된다. 더스트박스(330)에 포집된 분진 및 오염물질은 주기적으로 외부로 배출되도록 한다.As shown in FIGS. 3A and 3B, the pollutant gas thermally oxidized in the thermal oxidizer 700 is introduced into the washing reactor 300. The cleaning reactor 300 cleans by spraying a cleaning agent such as NaOH on the gaseous pollutant gas. The cleaning reactor 300 is provided with a cleaning inlet 311 and a cleaning outlet 312 through which contaminant gas is discharged, and a cleaning housing 310 provided at upper and lower portions thereof, and radially disposed in the cleaning housing 310. Cleaning spray nozzle 320 for cleaning the dust and contaminants in the contaminated gas by spraying the cleaning agent inside the dust and contaminants are installed at the lower end of the cleaning housing 310 and cleaned by the cleaning spray nozzle 320 The dust box 330 is collected. Dust and contaminants collected in the dust box 330 are periodically discharged to the outside.

본 실시예에서는 싸이클론(200)에서 배출된 오염가스가 열산화기(700) 및 세정반응기(300)를 연속적으로 투입되어 오염가스의 산화 및 세정이 이루어지는 과정을 설명하였지만, 싸이클론(200)에서 배출된 오염가스가 열산화기(700) 또는 세정반응기(300)에 선택적으로 투입되도록 설계될 수도 있을 것이다.In the present embodiment, a process in which the polluted gas discharged from the cyclone 200 is continuously introduced into the thermal oxidizer 700 and the cleaning reactor 300 is used to oxidize and clean the polluted gas, but the cyclone 200 The polluted gas discharged from may be designed to be selectively added to the thermal oxidizer 700 or the cleaning reactor 300.

세정반응기(300)에는 로터리킬른(100) 및 산화반응기에 의해 가열된 오염가스의 열을 회수하여 냉각시키기 위한 열교환기(400)가 마련된다. 이 열교환기(400)는 세정반응기(300)의 내부공간을 통과하는 오염가스가 냉각되도록 세정반응기(300)를 둘러싸는 열교환파이프 형태로 구성된다. 이 열교환파이프는 저온의 공정수를 투입하여 세정반응기(300)와 열교환을 통해 고온의 공정수 배출이 이루어지는 구조로, 세정하우징(310)과의 접촉면적이 증대되도록 세정하우징(310)의 상하방향으로 지그재그 형태로 배치됨으로써, 세정반응기(300)와의 열교환이 효율적으로 이루어지도록 한다.The cleaning reactor 300 is provided with a heat exchanger 400 for recovering and cooling the heat of the polluted gas heated by the rotary kiln 100 and the oxidation reactor. The heat exchanger 400 is configured in the form of a heat exchange pipe surrounding the cleaning reactor 300 to cool the contaminated gas passing through the internal space of the cleaning reactor 300. The heat exchange pipe is a structure in which high temperature process water is discharged through heat exchange with the cleaning reactor 300 by inputting low temperature process water, and the vertical direction of the cleaning housing 310 is increased so that the contact area with the cleaning housing 310 is increased. By being arranged in a zigzag form, the heat exchange with the cleaning reactor 300 is to be made efficiently.

열교환기(400)에서 배출된 고온의 공정수는, 과열증기발생기(900)를 통해 고압의 증기 형태로 변환될 수 있다. 과열증기발생기(900)는 열교환기(400)와 중금속추출반응기(500) 사이에 연결되어, 열교환기(400)의 공정수를 과열 증기화하여 중금속추출반응기(500)에 열원을 공급하는 역할을 한다.The high temperature process water discharged from the heat exchanger 400 may be converted into a high pressure steam form through the superheated steam generator 900. The superheated steam generator 900 is connected between the heat exchanger 400 and the heavy metal extraction reactor 500, and serves to supply a heat source to the heavy metal extraction reactor 500 by superheating and steaming the process water of the heat exchanger 400. do.

이러한 과열증기발생기(900)는 원통형 모양의 금속재질의 하우징으로 구성되며, 이 하우징의 내부에 열선이 포함된 다량의 금속재질의 원통형관이 마련되고, 스팀투입라인과 과열증기배출라인 및 컨트롤 판넬로 구성된다. 과열증기발생기(900)는 열탈착시 발생된 폐열을 세정반응기(300)로부터 회수하여 중금속추출반응기(500)에 필요한 온도로 제어한다. 즉, 과열증기발생기(900)는 세정반응기(300)에서 열교환된 고온의 공정수를 고압으로 응축하여 고압의 증기 형태로 중금속추출반응기(500)에 공급함으로써, 추출액의 온도를 상승시켜, 저농도의 추출액 사용이 가능하고, 단시간의 반응시간으로도 충분한 정화효율을 유도한다. The superheated steam generator 900 is composed of a cylindrical metal housing, the inside of the housing is provided with a large amount of cylindrical metal tube including a heating wire, steam input line and superheated steam discharge line and control panel It consists of. The superheated steam generator 900 recovers the waste heat generated during thermal desorption from the washing reactor 300 and controls the temperature of the heavy metal extraction reactor 500. That is, the superheated steam generator 900 condenses the high-temperature process water heat-exchanged in the washing reactor 300 at high pressure and supplies the heavy metal extraction reactor 500 in the form of high pressure steam, thereby raising the temperature of the extract liquid, It is possible to use the extract and induce a sufficient purification efficiency even with a short reaction time.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 중금속추출반응기(500)는 추출제를 투입하여 로터리킬른(100)에서 배출된 오염토로부터 중금속 오염물질을 추출하는 구조로, 열탈착된 오염토 및 추출제가 충진되는 추출조(510)와, 추출조(510)의 일측 및 타측에 마련되는 추출유입구(511) 및 추출배출구(512)와, 열탈착된 오염토와 추출제 사이에 화학반응이 원활하게 이루어지도록 추출조(510)의 상부에 설치되어 충분한 교반을 발생시키는 임펠러(530)와, 임펠러(530)를 구동시키기 위한 구동모터(540)를 포함하여 구성된다. 이때, 추출조(510)에는 과열증기발생기(900)의 과열 증기가 유입되는 과열증기유로(미도시)가 형성되어, 중금속추출반응기(500) 내 온도가 중금속 오염물질의 효과적인 추출을 위한 온도(약 105°)로 유지되도록 한다. 또한 추출액에 의해 추출된 오염물질은 추출조(510)의 폐액배출구(513)를 통해 배출되며, 배출된 오염물질은 추출액처리조(560)로 이동되어 처리된다.As shown in Figure 4a and 4b, the heavy metal extraction reactor 500 is a structure for extracting heavy metal contaminants from the contaminated soil discharged from the rotary kiln 100 by inputting the extractant, The extraction tank 510 is filled, the extraction inlet 511 and the extraction outlet 512 provided on one side and the other side of the extraction tank 510, and the chemical reaction between the desorption soil and extractant heat-desorbed smoothly It is configured to include an impeller 530 installed on the top of the extraction tank 510 to generate sufficient agitation, and a drive motor 540 for driving the impeller 530. At this time, the extraction tank 510 is formed with a superheated steam flow path (not shown) in which the superheated steam of the superheated steam generator 900 is introduced, the temperature in the heavy metal extraction reactor 500 is a temperature for the effective extraction of heavy metal contaminants ( About 105 °). In addition, the contaminants extracted by the extraction liquid is discharged through the waste liquid outlet 513 of the extraction tank 510, the discharged pollutants are moved to the extraction liquid treatment tank 560 and processed.

추출액은 로터리킬른(100)에서 배출된 오염토에서, 화학적인 산화/환원반응을 통해 중금속 오염물질이 추출되도록 하는데, 오염토에 포함되어 있는 오염 중금속(비소, 납, 수은...)의 종류에 따라 이들 중금속과 반응될 수 있는 최적의 추출액이 사용될 수 있다. 예를 들어, 오염토에 비소 중금속이 주로 포함되어 있을 경우 비소와 반응되는 NaOH가 주로 사용될 수 있다. Extracts are used to extract heavy metal contaminants from the contaminated soil discharged from the rotary kiln (100) through chemical oxidation / reduction reactions, and the types of contaminated heavy metals (arsenic, lead, mercury ...) in the contaminated soil. Depending on the optimum extract that can be reacted with these heavy metals can be used. For example, when arsenic heavy metals are mainly contained in contaminated soil, NaOH reacted with arsenic may be mainly used.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 여과집진기(600)는 대기오염정화기준을 만족하기 위하여 세정반응기(300)를 통과한 오염가스 중 미세분진을 전자기적으로 포집한다. 이러한 여과집진기(600)는 상향류식 구배를 형성하는 여과케이스(610)와, 여과케이스(610)에 마련되는 여과유입구(611) 및 여과배출구(612)와, 미세분진을 포함한 오염가스를 여과하기 위한 복수개의 여과집진판(620)과, 여과집진판(620)에 전기적인 충격을 가해 여과집진판(620)의 표면에 흡착된 미세분진을 주기적으로 분리하는 전자기펄스(630)와, 여과집진판(620)에서 분리된 미세분진을 포집하여 처리하는 더스트박스(640)로 구성된다. 즉, 여과집진기(600)의 여과유입구(611)로 미세분진을 포함한 오염가스가 투입되면, 미세분진을 포함한 오염가스는 다수개의 여과집진판(620)을 통과한 후 여과배출구(612)를 통해 배출된 후, 연돌(960)을 통해 외부로 배출된다. Meanwhile, as shown in FIG. 5, the bag filter 600 electromagnetically collects the fine dust in the polluted gas that has passed through the cleaning reactor 300 to satisfy the air pollution purification standard. The filter dust collector 600 is a filter case 610 to form an upflow gradient, the filter inlet 611 and the filter outlet 612 provided in the filter case 610, and to filter the polluting gas including fine dust Electromagnetic pulse 630 for periodically separating the fine dust adsorbed on the surface of the filter dust collecting plate 620 by applying a plurality of filter dust collecting plate 620, the filter dust collecting plate 620 and the filter dust collecting plate 620 It consists of a dust box 640 to collect and process the fine dust separated from. That is, when the pollutant gas including the fine dust is introduced into the filter inlet 611 of the filter dust collector 600, the pollutant gas including the fine dust passes through the plurality of filter dust collecting plate 620 and then discharged through the filter outlet 612. Then, it is discharged to the outside through the stack 960.

로터리킬른(100), 열산화기(700) 및 여과집진기(600)의 입/출구에는 온도 감지를 위한 열감지센서(미도시)가 각각 마련될 수 있으며, 이들 열감지센서에서 감지된 온도를 고려하여 시스템의 전체적인 조절이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 싸이클론, 열산화기(700), 세정반응기(300) 및 여과집진기(600)에 축적된 분진은, 더스트피더(950)를 통해 더스트저장조(미도시)에 포집이 이루어진다. 싸이클론, 열산화기(700), 세정반응기(300) 및 여과집진기(600)에 대한 오염가스의 이송은 송풍팬(930)을 통해 이루어진다.
At the inlet / outlet of the rotary kiln 100, the thermal oxidizer 700, and the bag filter 600, a heat sensor (not shown) for temperature sensing may be provided, respectively. In consideration of this, it is desirable to make the overall adjustment of the system smooth. The dust accumulated in the cyclone, the thermal oxidizer 700, the washing reactor 300, and the bag filter 600 is collected in a dust storage tank (not shown) through the dust feeder 950. The pollutant gas is transferred to the cyclone, the thermal oxidizer 700, the washing reactor 300, and the bag filter 600 through the blower fan 930.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 오염토처리방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the contaminated soil treatment method of the present invention made of such a configuration as follows.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오염토처리방법은, 오염토 열탈착단계, 굵은 분진 처리단계, 열산화단계, 세정 및 냉각단계, 과열증기화단계, 중금속추출단계 및 여과집진단계를 포함한다.As shown in Figure 6, the contaminated soil treatment method according to the present invention, the contaminated soil thermal desorption step, coarse dust treatment step, thermal oxidation step, washing and cooling step, superheated vaporization step, heavy metal extraction step and filter dust collection step Include.

먼저, 오염토 열탈착단계 전, 투입호퍼(910) 및 정량이송컨베이어(920)를 통해 20mm 입도 이하의 오염토가 로터리킬른(100)에 투입된다. 이때, 로터리킬른(100)에 투입되는 오염토에는 휘발성 유기오염물질이나 유류 오염물질뿐만 아니라, 비휘발성 오염물질이 포함되어 있는 것으로 가정한다.First, before the contaminated soil thermal desorption step, contaminated soil having a particle size of 20 mm or less is introduced into the rotary kiln 100 through the input hopper 910 and the quantitative conveying conveyor 920. At this time, it is assumed that the contaminated soil introduced into the rotary kiln 100 includes not only volatile organic contaminants and oil contaminants but also nonvolatile contaminants.

오염토 열탈착단계는 로터리킬른(100)에 투입된 오염토로부터 오염물질을 열탈착한다. 즉, 오염토가 로터리킬른(100)의 내부로 투입되면, 로터리킬른(100)의 로터리킬른버너(120)에 의한 산화작용이 이루어지면서 오염토에서는 오염물질의 열탈착이 이루어지며, 이때, 비소와 같은 중금속은 reducible type에서 exchangeable type과 soluble type으로 전환이 이루어진다. 열탈착된 오염토는 로터리킬른(100)에서 배출되어 냉각수를 통한 냉각이 이루어지고, 열탈착시 발생되는 오염가스는 굵은 분진 처리단계에서 굵은 분진이 선별되어 처리된다.The contaminated soil thermal desorption step thermally desorbs contaminants from the contaminated soil introduced into the rotary kiln 100. That is, when the contaminated soil is introduced into the rotary kiln 100, the oxidation of the rotary kiln burner 120 of the rotary kiln 100 is performed, and the contaminated soil is thermally desorbed from the contaminated soil. The same heavy metal is converted from the reducible type to the exchangeable type and the soluble type. Thermally desorbed contaminated soil is discharged from the rotary kiln 100 is cooled through the cooling water, and the contaminated gas generated during thermal desorption is treated by coarse dust in the coarse dust treatment step.

굵은 분진 처리단계는 오염토 열탈착단계에서 발생된 오염가스로부터 굵은 분진을 선별하여 처리한다. 이때, 오염가스로부터 굵은 분진의 선별은 싸이클론(200)의 원심력과 중력을 이용하며, 굵은 분진 이외의 나머지 오염가스는 열산화단계에서 산화가 이루어진다.Coarse dust treatment step is to treat the coarse dust from the polluted gas generated in the contaminated soil thermal desorption step. At this time, the selection of coarse dust from the polluted gas using the centrifugal force and gravity of the cyclone 200, the remaining polluted gas other than coarse dust is oxidized in the thermal oxidation step.

열산화단계는 굵은 분진이 처리되고 남은 나머지 오염가스를 가열하여 산화시킨다. 즉, 로터리킬른(100)에서 1차 가열된 오염가스를 2차 가열하여 오염가스내 오염물질을 태워 처리하는 것이다. 2차 가열된 오염가스는 세정 및 냉각단계에서 세정 및 냉각이 이루어진다.In the thermal oxidation step, coarse dust is treated and the remaining pollutant gas is heated and oxidized. That is, by heating the pollutant gas primarily heated in the rotary kiln 100 to burn the pollutants in the polluted gas. The secondary heated pollutant gas is cleaned and cooled in the washing and cooling step.

세정 및 냉각단계는 굵은 분진이 처리된 오염가스를 세정하고 공정수의 열교환을 통해 오염가스를 냉각한다. 오염가스에 대한 세정은 세정반응기(300)의 세정분사노즐(320)에서 분사되는 세정제를 통해 이루어지며, 오염가스의 냉각은 세정반응기(300)를 둘러싸는 열교환기(400)에 의해 이루어진다. 열교환기(400)에서 열교환된 열은 과열증기화단계에서 과열 증기로 전환된다.The washing and cooling step cleans the contaminated gas treated with the coarse dust and cools the contaminated gas through heat exchange of process water. The cleaning of the contaminated gas is performed through a cleaning agent injected from the cleaning spray nozzle 320 of the cleaning reactor 300, and the cooling of the contaminating gas is performed by the heat exchanger 400 surrounding the cleaning reactor 300. Heat exchanged in the heat exchanger 400 is converted to superheated steam in the superheated steaming step.

과열증기화단계는 세정 및 냉각단계에서 열교환된 공정수를 과열 증기화하여 중금속추출단계의 열원으로 공급한다. 이를 통해, 세정 및 냉각단계에서 열교환을 통해 얻은 회수열을 중금속 추출을 위한 열원으로 사용한다.The superheated steaming step superheats and vaporizes the process water heat exchanged in the washing and cooling step and supplies it to the heat source of the heavy metal extraction step. Through this, the recovered heat obtained through heat exchange in the washing and cooling steps is used as a heat source for heavy metal extraction.

중금속추출단계는 과열증기화단계에 공급된 열원을 이용하여 효과적인 추출이 이루어질 수 있는 온도를 유지한다. 따라서, 일정 온도로 가열된 온도하에서 추출제를 투입하면, 오염토 열탈착단계에서 열탈착된 오염토로부터 중금속 오염물질을 효과적으로 추출할 수 있다. The heavy metal extraction step maintains a temperature at which an effective extraction can be made using the heat source supplied to the superheated steaming step. Therefore, when the extractant is added under a temperature heated to a constant temperature, heavy metal contaminants can be effectively extracted from the contaminated soil desorption in the contaminated soil thermal desorption step.

한편, 세정 및 냉각단계 이후, 열교환기(400)에 의해 냉각된 오염가스는 여과집진단계를 통해 미세 분진이 제거된다. 여과집진단계는 세정 및 냉각단계에서 냉각된 오염가스가 다수개의 여과집진판(620)으로 통과되도록 하여, 오염가스에 포함되어 있는 미세분진이 여과되도록 한다.On the other hand, after the cleaning and cooling step, the contaminated gas cooled by the heat exchanger 400 is removed fine dust through the filter dust collecting step. The filter dust collecting step allows the contaminated gas cooled in the washing and cooling step to pass through the plurality of filter dust collecting plates 620 so that the fine dust contained in the polluting gas is filtered.

상술한 바와 같이, 본 발명은 오염토를 열탈착함에 있어서 비소와 같은 중금속 오염물질의 존재 형태에 따라, 열탈착 및 저온추출이 가능한 중금속 오염물질의 형태로 전환시키고, 열교환기(400)에서 회수된 폐열을 중금속추출반응기(500)의 열원으로 공급함으로서 비소 및 기타 중금속의 추출효율을 증대시키고, 토양 오염을 정화하는데 필요한 에너지 비용을 줄일 수 있는 것이다.As described above, the present invention, according to the present form of heavy metal contaminants such as arsenic in thermal desorption of the contaminated soil, converts to the form of heavy metal contaminants capable of thermal desorption and low temperature extraction, and the waste heat recovered from the heat exchanger 400 By supplying the heat source of the heavy metal extraction reactor 500 will increase the extraction efficiency of arsenic and other heavy metals, it is possible to reduce the energy costs required to clean up the soil pollution.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Although the present invention has been described in detail using the preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100 :로터리킬른 200 :싸이클론
300 :세정반응기 400 :열교환기
500 :중금속추출반응기 600 :여과집진기
700 :열산화기 800 :워터자켓
900 :과열증기발생기
100: rotary kiln 200: cyclone
300: washing reactor 400: heat exchanger
500: heavy metal extraction reactor 600: filtration precipitator
700: thermal oxidizer 800: water jacket
900: superheated steam generator

Claims (11)

오염토로부터 오염물질을 열탈착시키기 위한 로터리킬른(100);
상기 로터리킬른(100)에서 발생된 오염가스에서 굵은 분진을 분리하여 처리하는 싸이클론(200);
상기 싸이클론(200)의 오염가스를 세정하기 위한 세정반응기(300);
상기 세정반응기(300)의 내부공간을 통과하는 오염가스가 냉각되도록 상기 세정반응기(300)를 둘러싸는 열교환기(400);
상기 열교환기(400)의 열을 열원으로 한 일정 온도하에서 추출제를 투입하여 상기 로터리킬른(100)에서 배출된 오염토로부터 중금속 오염물질을 추출하는 중금속추출반응기(500); 및
상기 세정반응기(300)를 통과한 오염가스로부터 미세 분진을 제거하는 여과집진기(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리시스템.
Rotary kiln (100) for thermal desorption of contaminants from contaminated soil;
A cyclone (200) for separating and treating coarse dust from the polluting gas generated in the rotary kiln (100);
A cleaning reactor (300) for cleaning the polluted gas of the cyclone (200);
A heat exchanger (400) surrounding the cleaning reactor (300) to cool the pollutant gas passing through the internal space of the cleaning reactor (300);
A heavy metal extraction reactor (500) for extracting heavy metal contaminants from the contaminated soil discharged from the rotary kiln (100) by introducing an extractant under a predetermined temperature using the heat of the heat exchanger (400) as a heat source; And
The soil contaminated soil treatment system using a thermal desorption comprising a; dust collector 600 for removing fine dust from the contaminated gas passed through the cleaning reactor (300).
청구항 1에 있어서,
상기 싸이클론(200)과 세정반응기(300) 사이에 연결되어 상기 싸이클론의 오염가스를 2차 가열하는 열산화기(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리시스템.
The method according to claim 1,
And a thermal oxidizer (700) connected between the cyclone (200) and the cleaning reactor (300) to heat second the pollutant gas of the cyclone.
청구항 1에 있어서,
상기 열교환기(400)와 중금속추출반응기(500) 사이에 연결되어 상기 열교환기(400)의 공정수를 과열 증기화시켜 상기 중금속추출반응기(500)에 열원으로서 공급하는 과열증기발생기(900)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리시스템.
The method according to claim 1,
A superheated steam generator 900 connected between the heat exchanger 400 and the heavy metal extraction reactor 500 to superheat and vaporize the process water of the heat exchanger 400 to supply the heavy metal extraction reactor 500 as a heat source. Soil treatment system using thermal desorption, characterized in that it further comprises.
청구항 1에 있어서,
상기 로터리킬른(100)에서 배출된 오염토에 냉각수를 분사하여 냉각하는 워터자켓(800)을 더 포함하고,
상기 워터자켓(800)은 상기 로터리킬른(100)에서 배출된 오염토가 입출되는 워터자켓유입구(811) 및 워터자켓배출구(812)를 갖는 워터자켓케이스(810)와, 상기 워터자켓케이스(810) 내부에 설치되는 냉각파이프(820)와, 상기 냉각파이프(820)에 이격 배치되어 상기 오염토에 냉각수를 분사하는 냉각수분사노즐(830)로 구성되는 것을 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a water jacket 800 for cooling by spraying cooling water on the contaminated soil discharged from the rotary kiln 100,
The water jacket 800 includes a water jacket case 810 having a water jacket inlet 811 and a water jacket outlet 812 through which the contaminated soil discharged from the rotary kiln 100 is discharged and the water jacket case 810. ) Contaminated soil treatment system using thermal desorption, characterized in that the cooling pipe 820 is installed inside, and the cooling water spray nozzle 830 disposed to be spaced apart from the cooling pipe 820 to spray the coolant to the contaminated soil. .
청구항 1에 있어서,
상기 세정반응기(300)는 오염가스가 입출되는 세정유입구(311) 및 세정배출구(312)가 상하부에 각각 마련되는 세정하우징(310)과,
상기 세정하우징(310)의 내부에 세정제를 분사하기 위해 상기 세정하우징(310)에 방사상으로 배치되는 세정분사노즐(320)과,
상기 세정하우징(310)의 하단에 설치되어 상기 세정분사노즐(320)에 의해 세정된 분진 및 오염물질이 포집되는 더스트박스(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리시스템.
The method according to claim 1,
The cleaning reactor 300 includes a cleaning housing 310 in which the cleaning inlet 311 and the cleaning discharge port 312 through which the pollutant gas is introduced are respectively provided at upper and lower portions thereof;
A cleaning spray nozzle 320 disposed radially in the cleaning housing 310 to inject a cleaning agent into the cleaning housing 310;
The soil soil treatment system using thermal desorption, characterized in that it comprises a dust box 330 which is installed at the lower end of the cleaning housing 310 is collected by the cleaning spray nozzle 320 and the dust and pollutants.
청구항 3에 있어서,
상기 중금속추출반응기(500)는 상기 과열증기발생기(900)의 과열 증기가 유입되는 공정수유로가 형성되는 추출조(510)와, 상기 추출조(510)의 상부에 설치되어 추출조(510) 내 혼합수를 교반하는 임펠러(530)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리시스템.
The method according to claim 3,
The heavy metal extraction reactor 500 is installed in the extraction tank 510 and the upper part of the extraction tank 510, the extraction tank 510 is formed a process flow path through which the superheated steam of the superheated steam generator 900 is introduced. Polluted soil treatment system using thermal desorption, characterized in that it comprises an impeller (530) for stirring the mixed water.
청구항 5에 있어서,
상기 열교환기(400)는 상기 세정하우징(310)의 상하방향으로 지그재그 형태로 배치되는 열교환파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리시스템.
The method according to claim 5,
The heat exchanger 400 is a contaminated soil treatment system using thermal desorption, characterized in that the heat exchange pipe is arranged in a zigzag form in the vertical direction of the cleaning housing (310).
오염토로부터 오염물질을 열탈착시키는 오염토 열탈착단계;
오염토의 열탈착과정에서 발생된 오염가스에서 굵은 분진을 선별하여 처리하는 굵은 분진 처리단계;
굵은 분진이 처리된 오염가스를 세정하고 공정수의 열교환을 통해 오염가스를 냉각하는 세정 및 냉각단계; 및
열교환된 열을 열원으로 한 일정 온도하에서 추출제를 투입하여 열탈착된 오염토로부터 중금속 오염물질을 추출하는 중금속추출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리방법.
A thermal soil desorption step of thermally desorbing contaminants from the soil;
A coarse dust treatment step of selecting and treating coarse dust from the polluted gas generated during the thermal desorption process of the contaminated soil;
A washing and cooling step of washing the contaminated gas treated with coarse dust and cooling the contaminated gas through heat exchange of process water; And
And a heavy metal extraction step of extracting heavy metal contaminants from the thermally desorbed contaminated soil by inputting an extractant under a predetermined temperature using heat exchanged heat as a heat source.
청구항 8에 있어서,
상기 굵은 분진 처리단계 이후, 굵은 분진이 처리된 오염가스를 가열하여 산화시키는 열산화단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리방법.
The method according to claim 8,
After the coarse dust treatment step, the contaminated soil treatment method using thermal desorption, characterized in that it further comprises a thermal oxidation step of heating and oxidizing the contaminated gas treated with coarse dust.
청구항 8에 있어서,
상기 세정 및 냉각단계 이후, 냉각된 오염가스로부터 미세 분진을 제거하는 여과집진단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리방법.
The method according to claim 8,
After the cleaning and cooling step, the contaminated soil treatment method using thermal desorption, characterized in that it further comprises a filter dust collection step for removing fine dust from the cooled polluted gas.
청구항 8에 있어서,
상기 세정 및 냉각단계 이후, 열교환된 공정수를 과열 증기화하여 상기 중금속추출단계의 열원으로 공급하는 과열증기화단계를 더 포함하는 특징으로 하는 열탈착을 이용한 오염토처리방법.
The method according to claim 8,
After the washing and cooling step, the contaminated soil treatment method using a thermal desorption step further comprises the superheated vaporization step of supplying the heat-exchanged process water to the heat source of the heavy metal extraction step.
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