KR20120083759A - 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치 - Google Patents

가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120083759A
KR20120083759A KR1020110005083A KR20110005083A KR20120083759A KR 20120083759 A KR20120083759 A KR 20120083759A KR 1020110005083 A KR1020110005083 A KR 1020110005083A KR 20110005083 A KR20110005083 A KR 20110005083A KR 20120083759 A KR20120083759 A KR 20120083759A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
waste
pyrolysis
combustible waste
treatment apparatus
Prior art date
Application number
KR1020110005083A
Other languages
English (en)
Inventor
신범수
신현명
Original Assignee
신범수
신현명
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신범수, 신현명 filed Critical 신범수
Priority to KR1020110005083A priority Critical patent/KR20120083759A/ko
Publication of KR20120083759A publication Critical patent/KR20120083759A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/16—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using waste heat from other processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/13—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/001—Heating arrangements using waste heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2204/00—Supplementary heating arrangements
    • F23G2204/20—Supplementary heating arrangements using electric energy
    • F23G2204/203—Microwave
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/28—Plastics or rubber like materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2200/18—Sludges, e.g. sewage, waste, industrial processes, cooling towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Abstract

본 발명은 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치에 관한 것으로, 폐타이어, 폐플라스틱과 같은 가연성 폐기물(10)을 절단하는 절단기(170)와, 상기 절단기(170)에서 절단된 상기 가연성 폐기물(10)을 적재하여 두는 대기 챔버(110)와, 상기 대기 챔버(110)에서 예열실 개폐구(121)를 통하여 들어온 상기 가연성 폐기물을 예열하는 예열실(120)과, 상기 예열실(120)에서 분해실 개폐구(123)를 통하여 들어온 상기 가연성 폐기물(10)을 마이크로파 발생기(140)를 이용하여 열분해시키며, 그 내벽에 마이크로파를 흡수/발열하는 탄화규소(SiC)로 제작되는 탄화규소벽체(131)가 설치되는 열분해실(130)과, 상기 열분해실(130)의 하면에 설치되며 분해 과정 중에는 상기 열분해실(130)을 밀폐시키고 열분해과정 후에는 열분해 잔류물을 배출하는 잔류물 배출구(150)와, 상기 잔류물 배출구(150)에서 배출된 잔류물을 수집하는 잔류물 수집로(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열분해기(100)와, 상기 열 분해기(100)의 상기 열분해실(130)에서 발생한 비응축기화가스를 수집하는 기화가스 수집기(200)와, 상기 기화가스 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스를 연료로 하여 폐수(20) 또는 침전/분리조(710)에서 분리된 처리수(21)를 분사하여 건조시키는 분사식 건조기(300)와, 상기 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스를 연료로 하여 슬러지(22a), 상기 분사식 건조기(300)로부터 나온 슬러지(22b) 또는 상기 침전/분리조(710)에서 분리된 슬러지(22c)를 건조시키는 고형물 건조기(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하는 경우, 가연성 폐기물을 열분해시켜 발생하는 비응축 가스를 기존의 발명들과 같이 엄청난 비용과 장비가 필요한 응축/정제시설을 이용하여 응축/정제하지 않고, 그대로 고형물 건조기 및 분사식 건조기의 에너지원으로 사용할 수 있어 대단히 효율적이라는 장점이 있다. 또한, 가연성 폐기물과 음식물의 고형분 등의 고형 폐기물 및 폐수를 동시에 친환경적으로 처리할 수 있다는 장점이 있다.

Description

가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치{Waste Water Treating Apparatus using Pyrolysis of Flammable Wastes}
본 발명은 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치에 관한 것으로, 폐타이어, 폐플라스틱과 같은 가연성 폐기물(10)을 절단하는 절단기(170)와, 상기 절단기(170)에서 절단된 상기 가연성 폐기물(10)을 적재하여 두는 대기 챔버(110)와, 상기 대기 챔버(110)에서 예열실 개폐구(121)를 통하여 들어온 상기 가연성 폐기물을 예열하는 예열실(120)과, 상기 예열실(120)에서 분해실 개폐구(123)를 통하여 들어온 상기 가연성 폐기물(10)을 마이크로파 발생기(140)를 이용하여 열분해시키며, 그 내벽은 탄화규소(SiC)로 제작되는 탄화규소벽체(131)로 구성되는 열분해실(130)과, 상기 열분해실(130)의 하면에 설치되며 분해 과정 중에는 상기 열분해실(130)을 밀폐시키고 열분해과정 후에는 열분해 잔류물을 배출하는 잔류물 배출구(150)와, 상기 잔류물 배출구(150)에서 배출된 잔류물을 수집하는 잔류물 수집로(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열분해기(100)와, 상기 열 분해기(100)의 상기 열분해실(130)에서 발생한 비응축기화가스를 수집하는 기화가스 수집기(200)와, 상기 기화가스 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스를 연료로 하여 침전/분리조(710)에서 분리된 처리수(21)를 분사하여 건조시키는 분사식 건조기(300)와, 상기 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스를 연료로 하여 상기 침전/분리조(710)에서 분리된 슬러지(22)를 건조시키는 고형물 건조기(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치에 관한 것이다.
지금까지 음식물의 폐기물 자원화 시설 등에서 배출되는 폐수를 처리하는 방법으로는, "음식물 쓰레기 처리 과정에서 발생된 폐수의 처리장치" (대한민국 등록특허 제10-0825233호)와 같이 폐수를 이송시키는 원형철판과, 상기 원형 철판을 지지하는 지지대와, 상기 원형 철판의 하부에 설치되며 모터로부터 구동력을 받아 철판을 회전시키는 회전기둥과, 상기 철판의 하부부분에 설치되며 지지대 사이에 위치하여 상기 원형철판에 열을 공급하는 열선이 내장된 히팅판과, 상기 원형철판 위에 설치되며 폐수를 공급하는 호퍼와, 상기 호퍼로부터 공급된 폐수를 균일하게 철판에 펼치는 높이조절 장치와, 상기 폐수가 변경된 고체화된 물질을 철판에서 분리시키는 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성을 가지는 장치가 실시되고 있었다. 그러나 상기 장치의 경우, 단시간에 대량의 폐수를 처리하는 것이 어려우며 히팅판을 가열하기 위해 많은 전력이 소모되기에 높은 가동 비용이 소요된다는 문제점이 있었다.
한편, 전기분해반응 과정과 전기응집반응 과정을 통해 폐수를 전해처리 함으로써 유입된 폐수의 색도, COD, BOD, TSS(고형성 부유물) 및 TN(총질소) 제거시간을 단축시켜 전해처리 효율을 보다 향상시키는 것을 목적으로 하는 "전기분해와 응집을 통한 폐수처리장치 " (대한민국 등록특허 제10-0602058호)와 같이, 폐수의 전기분해반응이 이루어지는 제 1 반응챔버, 제 1 반응챔버를 통해 전해처리된 전해처리수를 유입하여 전기응집반응이 이루어지는 제 2 반응챔버, 제 1 및 제 2 반응챔버 각각의 내부에 설치되어 제 1 및 제 2 반응챔버 각각의 내부로 유입된 폐수 및 전해처리수를 전기분해반응 및 전기응집반응시키는 전극판, 제 1 및 제 2 반응챔버 각각의 내부에 설치된 전극판에 전원을 공급하는 전원공급부, 전해처리되어 제 2 반응챔버의 내부로 유입되는 전해처리수에 오존(O3)을 공급하는 오존발생기 및 제 2 반응챔버의 전기응집반응시 순도 70% 이상의 산소를 미세기포 형태로 주입하기 위한 산소주입수단의 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치도 있다. 그러나 상기 장치의 경우 역시 전기분해 반응을 위해 별도의 에너지원인 전력원이 필요하며, 소요되는 전력이 막대하다는 문제점이 있었다. 또한, 비교적 반응에 시간이 소요되는 전기분해/응집과정을 이용하기에 여러 성분의 부유물이 전극판을 오염시키거나 전극판에 부착됨으로써 전해기능이 약화되기 쉽고, 단시간 내에 대량의 폐수를 처리하는 것이 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, "폐수처리장치" (대한민국 등록특허 제10-0824290호)와 같이 폐수를 담지하는 수용체와, 상기 폐수를 유입하는 폐수유입부와, 상기 수용체 내부에 접촉하여 나선형으로 형성되며 유입된 폐수에 열을 공급하기 위한 오일관과, 상기 오일관을 통하여 폐수에 열을 공급하는 오일을 가열하는 오일히터와, 상기 오일관으로부터 공급된 열에 의하여 폐수로부터 증발된 수증기를 배출하기 위한 수증기배출관과, 상기 수증기배출관 단부에 형성되어 수증기를 고압?고온으로 배출하기 위한 압축밸브와, 처리가 종료된 폐수를 배출하는 폐수배출부로 구성되는 제1수용체를 포함하며, 상기 폐수를 담지하여 가열하는 제3수용체; 상기 제3수용체에서 가열된 폐수를 담지하며, 상기 제1수용체에서 배출되는 고압?고온의 수증기로부터 담지된 폐수에 열을 공급하여 수분을 일정부분 제거하며, 상기 폐수로부터 수분을 제거할 때 발생되는 수증기를 상기 제3수용체로 이송시켜 제3수용체에 담지된 폐수를 가열시키는 제2수용체로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치가 있다. 그러나, 이 경우 역시 폐수를 건조시키기 위하여 오일 히터로 가열된 오일이 통과하는 오일관에 폐수가 접촉되어 폐수의 수증기가 증발되도록 하는 방식으로, 단시간 내에 대량의 폐수를 처리하는 것이 어렵다는 문제점이 있었다.
한편, 폐타이어, 폐플라스틱 등과 같은 가연성 폐기물의 경우 그대로 폐기되는 경우 환경문제를 야기하고, 이를 소각처리하는 경우에는 환경 문제와 더불어 소각을 위한 에너지가 소요된다는 문제를 동시에 가진다. 이를 위하여 단순 토목공사와 같이 폐타이어의 원형을 이용하거나, 시멘트 킬튼과 같은 효율적인 재활용의 방법이 모색되어 실시되어 왔다.
그러나, 폐타이어의 원형을 이용한 방법은 환경오염이라는 문제점을 그대로 내포하고 있으며, 특히 재활용에 있어 그 활용빈도가 높은 시멘트 킬튼은 열에너지를 이용하여 재활용하므로 그 열원을 공급하는 연료의 공급비용이 많이 소요되며, 연소 후 다이옥신과 같은 인체에 치명적인 가스를 배출하여 환경오염을 유발시키며, 나아가 화석연료의 소모량을 고려할 때 저부가가치라는 단점이 도출되었다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, "마이크로파를 이용한 폐고무 또는 폐타이어 분해방법 및 장치"(대한민국 등록 특허 제10-0469161호)와 같이 질소가스가 공급되는 반응기내벽에 설치한 마그네트론의 마이크로파로 폐고무나 폐타이어를 가열해 열분해된 가스를 포집하는 오일응축조로 부터 추출된 오일을 저장하는 오일저장탱크와 상기 오일응축조에서 비응축된 가스는 보일러로 완전연소시키는 타워형 반응기 상부에 폐고무나 폐타이어 투입수단를 하부에 카본블랙과 철와이어 배출수단을 구축함을 특징으로 하는 장치가 제안되었다. 상기 기존 실시예에 의하는 경우 가열 수단으로 마이크로파를 이용함으로, 분해시간이 크게 단축되고, 분해작업이 간편하며, 반응장치를 소형화할 수 있어 설비비용을 절감할 수 있고, 폐고무나 폐타이어만을 선택적으로 가열하기 때문에 에너지의 불필요한 낭비를 없앨 수 있어 분해에 소요되는 에너지비용이 크게 절감되고, 비교적 저온에서 균일가열이 가능하여 오일 회수량이 많아지고, 양질의 카본블랙과 철와이어를 회수할 수 있고, 분해시 화석연료를 사용하지 않고, 청정에너지인 전기만을 사용하므로 연소가스로 인한 환경오염을 방지할 수 있고, 폭발 및 화재 위험성이 낮아진다는 장점이 있다.
그러나, 상기한 기존의 발명의 경우 폐타이어 단일 조성이 아닌 폐타이어와 폐플라스틱의 혼합물 등과 같은 복합 조성의 가연성 폐기물의 경우 각각의 조성 성분에 따라 물리적 크기 및 유전 상수 등을 달리하기에 열분해개시되는 온도, 완전 분해되는 시간 등을 데이터화 하여 그에 맞추어 마이크로파의 주파수를 조절하기 어려워 완전한 분해이 어려울 수 있고, 폐기물을 직경 5~10mm 이내의 균일한 칩 사이즈로 분쇄해서 투입하여야 하기에 비용이 많이 든다는 문제점이 있었다.
그 외에도 다수의 폐타이어를 포함하는 가연성 폐기물의 열분해 장치들이 존재하나, 열분해과정에서 발생한 비응축기화가스를 연소시켜 대기중에 배출하므로 활용가능한 에너지원을 무의미하게 낭비한다는 경제적 손실은 물론 환경오염을 유발한다는 문제점이 있었다. 이를 개선하여 상기 비응축기화가스를 이용하기 위해서는 응축/정제를 위해 복잡하고 고가인 별도의 시설을 필요로 하며, 응축/정제시설을 거쳐 유효 성분을 응축/정제하고 남은 잔류 성분은 역시 소각하여 대기중에 버리게 되므로 여전히 활용가능한 에너지원을 무의미하게 낭비한다는 경제적 손실은 물론 환경오염을 유발한다는 문제점이 잔존하고 있었다.
본 발명은 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하여, 가연성 폐기물을 열분해시켜 발생하는 비응축 기화가스를 기존의 발명들과 같이 엄청난 비용과 장비가 필요한 응축/정제시설을 통하여 응축하여 정제하지 않고, 그대로 분사식 건조기 및 고형물 건조기의 에너지원으로 사용할 수 있도록 하는 것을 그 과제로 한다.
또한, 열분해기에 투입하는 가연성 폐기물의 종류로 폐타이어는 물론 폐플라스틱 등 다양한 가연성 폐기물을 처리하는 것이 가능하며, 마이크로파에 의한 직접 가열과 병행하여 탄화규소 벽체에 의한 복사열 가열이 가능하므로 열효율이 높아지며 별도로 질소 가스를 공급할 필요가 없으며, 투입하는 가연성 폐기물을 작은 분발 형태로 분쇄할 필요가 없어 처리공정의 효율을 높임은 물론, 인체 및 환경에 대단히 유해한 폐기물 분진의 발생을 방지할 수 있도록 하는 것을 그 과제로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 가연성 폐기물(10)을 절단하는 절단기(170)와, 상기 절단기(170)에서 절단된 상기 가연성 폐기물(10)을 적재하여 두는 대기 챔버(110)와, 상기 대기 챔버(110)에서 예열실 개폐구(121)를 통하여 들어온 상기 가연성 폐기물을 예열하는 예열실(120)과, 상기 예열실(120)에서 분해실 개폐구(123)를 통하여 들어온 상기 가연성 폐기물(10)을 마이크로파 발생기(140)를 이용하여 열분해시키며, 그 내벽에 마이크로파를 흡수/발열하는 탄화규소(SiC)로 제작되는 탄화규소벽체(131)가 설치되는 열분해실(130)과, 상기 열분해실(130)의 하면에 설치되며 분해 과정 중에는 상기 열분해실(130)을 밀폐시키고 열분해과정 후에는 열분해 잔류물을 배출하는 잔류물 배출구(150)와, 상기 잔류물 배출구(150)에서 배출된 잔류물을 수집하는 잔류물 수집로(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열분해기(100)와, 상기 열 분해기(100)의 상기 열분해실(130)에서 발생한 비응축기화가스를 수집하는 기화가스 수집기(200)와, 상기 기화가스 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스를 연료로 하여 폐수(20) 또는 침전/분리조(710)에서 분리된 처리수(21)를 분사하여 건조시키는 분사식 건조기(300)와, 상기 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스를 연료로 하여 슬러지(22a), 상기 분사식 건조기(300)로부터 나온 슬러지(22b) 또는 상기 침전/분리조(710)에서 분리된 슬러지(22c)를 건조시키는 고형물 건조기(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치를 제공한다.
또한, 상기 열분해실(130)의 외벽(134)의 내측에는 내식성을 가지며 마이크로 파에 의한 스파크 발생을 발지할 수 있도록, 스테인레스 스틸 재질 또는 세라믹 코팅이나 내열 코팅으로 코팅된 스틸 재질로 제작되는 내벽(133)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분사식 건조기(300)는, 상부에 제 1 챔버 버너(320)가 설치되어 있으며 하나 이상의 분사 노즐(340)이 측면에 설치되어 있는 상부 헤드(330)가 설치되는 제 1 챔버(310)과, 상기 제 1 챔버(310)의 측하면에 형성된 개구부(370)를 통하여 상기 제 1 챔버(310)의 내부와 연결되며, 상부에 증기 배출구(381)가 형성되어 있고 측하면에 침전물 배출구(382)가 형성되어 있으며, 상기 제 1 챔버(310)의 측면에 연접하여 형성된 제 2 챔버(380)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 챔버(310)의 내부 중앙 하면에는 효과적인 건조를 위한 방열망(360)이 더 설치되며, 상기 제 1 챔버(310)의 측면에는 점검 및 유지 보수를 위하여 개폐가능한 점검창(350)이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분사 노즐(340)은 상기 상부 헤드(330)의 중심에 대하여 대칭이 되는 위치에 2개 이상 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분사 노즐(340)은 분사각도가 수평면에 대하여 30~70도의 각도를 가지도록 설치되며, 상기 분사노즐의 분사압력은 2㎏f/㎠ 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절단기(170)는 상기 가연성 폐기물(10)을 100~500mm 의 규격 범위로 절단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절단기(170)와 대기 챔버(110)는 컨베이어 벨트(180)를 통하여 연결되며, 상기 예열실 개폐구(121), 열분해실 개폐구(123) 및 잔류물 배출구(150)는 각각 예열실 개폐구 구동 유압실린더(122), 열분해실 개폐구 구동 유압실린더(124) 및 잔류물 배출구 구동 유압실린더(151)에 의하여 개폐 구동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하는 경우, 가연성 폐기물을 열분해시켜 발생하는 비응축 가스를 기존의 발명들과 같이 엄청난 비용과 장비가 필요한 응축/정제시설을 이용하여 응축/정제하지 않고, 그대로 고형물 건조기 및 분사식 건조기의 에너지원으로 사용할 수 있어 대단히 효율적이라는 장점이 있다. 또한, 가연성 폐기물과 음식물의 고형분 등의 고형 폐기물 및 폐수를 동시에 친환경적으로 처리할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 폐타이어, 폐플라스틱 등 다양한 유기화합물인 가연성 폐기물은 대부분 비극성이며 유전상수가 낮아 마이크로파 흡수가 용이치 않을 뿐더러 열분해기 내부에서의 적재된 형상이 일정치 않음으로써 마이크로파 흡수의 사각지대에는 열이 발생되지 않아 가연성 폐기물이 전체적으로 고르게 열분해되지 않는 문제점을 해결하여, 마이크로파에 의한 직접 가열과 마이크로파를 흡수해 고온의 발열체가 되는 탄화규소판의 발열에 의한 복사열 가열을 병용케 함으로써 열효율을 높여주게 된다.
또한, 별도로 질소 가스를 공급할 필요가 없으며, 투입하는 가연성 폐기물을 작은 분말 형태로 분쇄할 필요가 없어 분쇄과정에 소요되는 많은 비용 및 설비를 절감하고 처리공정의 효율을 높임은 물론, 인체 및 환경에 대단히 유해한 폐기물 분진의 발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치의 구성 다이어그램.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치의 열분해기의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치의 분사식 건조기의 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치의 분사식 건조기의 상면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명은 도 1에 도시한 것과 같이 크게, 열분해기(100), 기화가스 수집기(200), 분사식 건조기(300) 및 고형물 건조기(400)를 포함하여 구성된다.
먼저, 열분해기(100)에 관하여 설명한다. 상기 열분해기(100)는 도 2에 도시한 것과 같이, 폐타이어, 폐플라스틱과 같은 가연성 폐기물(10)을 절단하는 절단기(170)와, 상기 절단기(170)에서 절단된 상기 가연성 폐기물(10)을 적재하여 두는 대기 챔버(110)와, 상기 대기 챔버(110)에서 예열실 개폐구(121)를 통하여 들어온 상기 가연성 폐기물을 예열하는 예열실(120)과, 상기 예열실(120)에서 분해실 개폐구(123)를 통하여 들어온 상기 가연성 폐기물(10)을 마이크로파 발생기(140)를 이용하여 열분해시키며, 그 내벽에 마이크로파를 흡수/발열하는 탄화규소(SiC)로 제작되는 탄화규소벽체(131)가 설치되는 열분해실(130)과, 상기 열분해실(130)의 하면에 설치되며 분해 과정 중에는 상기 열분해실(130)을 밀폐시키고 열분해과정 후에는 열분해 잔류물을 배출하는 잔류물 배출구(150)와, 상기 잔류물 배출구(150)에서 배출된 잔류물을 수집하는 잔류물 수집로(160)를 포함하여 구성된다. 상기 탄화규소벽체(131)는 상기 마이크로파 발생기(140)에서 발생한 마이크로파의 일부를 흡수하여 균일하고 안정되게 가열되어 발열체의 기능을 하므로, 상기 가연성 폐기물(10)의 열분해를 더욱 효율적이고 안정적이 되도록 하는 기능을 가진다. 따라서, 상기 가연성 폐기물의 혼합 조성에 크게 영향받지 않으므로 상기 열분해실(130)의 규격만 정해지면 상기 마이크로파 발생기(140)에서 출력하는 마이크로파의 주파수와 출력용량을 고정시켜 작동할 수 있다. 또한, 상기 가연성 폐기물(10) 중에 포함되어 있는 철심 등의 금속 재질에 의한 스파크의 발생을 방지할 수 있어 별도로 질소 가스와 같은 비활성 가스를 상기 열분해실(130) 내부에 공급할 필요가 없게 된다.
한편, 상기 열분해실(130)의 외벽(134)의 내측에는 부식을 방지하고 마이크로 파에 의한 스파크 발생을 방지할 수 있도록, 도 2에 도시한 것과 같이 스테인레스 스틸 재질 또는 세라믹 코팅이나 내열 코팅으로 코팅된 스틸 재질로 제작되는 내벽(133)이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 절단기(170)는 상기 탄화규소벽체(131)에 의해 상기 열분해실(130) 내의 균일한 가열 및 열분해가 가능하기에, 상기 가연성 폐기물(10)을 5~10mm 크기의 칩사이즈로 분쇄할 필요없이, 100~500mm 의 규격 범위로 절단하는 것이 바람직하다.
다음으로, 기화가스 수집기(200)에 관하여 설명한다. 상기 기화가스 수집기(200)는 도 2에 도시한 것과 같이 상기 열 분해기(100)의 상기 열분해실(130)에서 발생한 비응축기화가스를 수집하는 기능을 가진다. 상기 기화가스 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스는 별도의 응축/정제의 처리 과정의 필요 없이 바로 후술할 분사식 건조기(300)와 고형물 건조기(400)의 연료로 사용된다.
다음으로, 분사식 건조기(300)에 관하여 설명한다. 상기 분사식 건조기(300)는 도 1에 도시한 것과 같이 상기 기화가스 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스를 연료로 하여 폐수(20) 또는 침전/분리조(710)에서 분리된 처리수(21)를 분사하여 건조시키는 기능을 가진다. 한편, 상기 분사식 건조기(300)는 도 1에 도시한 것과 같이 상기 고형물 건조기(400)에서 회수하여 나온 폐수증기(23)를 함께 건조시키는 것이 바람직하다. 상기 분사식 건조기(300)는 도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이, 상부에 제 1 챔버 버너(320)가 설치되어 있으며 하나 이상의 분사 노즐(340)이 측면에 설치되어 있는 상부 헤드(330)가 설치되는 제 1 챔버(310)과, 상기 제 1 챔버(310)의 측하면에 형성된 개구부(370)를 통하여 상기 제 1 챔버(310)의 내부와 연결되며, 상부에 증기 배출구(381)가 형성되어 있고 측하면에 침전물 배출구(382)가 형성되어 있으며, 상기 제 1 챔버(310)의 측면에 연접하여 형성된 제 2 챔버(380)을 포함하여 형성된다. 이 경우 상기 상부 헤드(330)는 원추형 또는 사각 뿔 형 등 실시 예에 따라 다양한 형태를 가지는 것이 가능하다. 또한, 상기 제 1 챔버(310)의 내부 중앙 하면에는 효과적인 건조를 위한 방열망(360)이 더 설치되며, 상기 제 1 챔버(310)의 측면에는 점검 및 유지 보수를 위하여 개폐가능한 점검창(350)이 더 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제 1 챔버 버너(320)는 상기 가연성 폐기물의 혼합 조성에 따라 비응축기화가스의 조성에 변동이 생길 수 있는 점을 고려할 때, 여러 종류의 연료를 연료로 사용하는 다연료 형식의 버너를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 분사 노즐(340)은 도 4에 도시한 것과 같이 상기 상부 헤드(330)의 중심에 대하여 대칭이 되는 위치에 2개 이상 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 분사 노즐(340)은 신속하고 효율적인 폐수의 건조를 위하여 도 3에 도시한 것과 같이 분사각도가 수평면에 대하여 30~70도의 각도를 가지도록 설치되며, 상기 분사노즐의 분사압력은 2㎏f/㎠ 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 고형물 건조기(400)에 관하여 설명한다. 상기 고형물 건조기(400)는 도 1에 도시한 것과 같이 상기 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스를 연료로 하여 슬러지(22a), 상기 분사식 건조기(300)로부터 나온 슬러지(22b) 또는 상기 침전/분리조(710)에서 분리된 슬러지(22c)를 건조시키는 기능을 수행한다.
한편, 상기 기화가스수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스의 잉여량이 발생하는 경우에는, 도 1에 도시한 것과 같이 기화가스 응축/정제 설비(500)를 통하여 응축/정제한 후 정제유 저장 탱크(510)에 비축하였다가 판매하는 것도 가능하다.
또한, 상기 분사식 건조기(300)와 고형물 건조기(400)에서 배출된 수증기(24)는 도 1에 도시한 것과 같이 싸이클론-> 여과포 집진기-> 흡착탑->배출 송풍기로 구성되는 환경 설비를 통하여 배출하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 잔류물 수집로(160)에서 수집된 잔류물은, 자성을 이용한 분리기를 통해 철성분을 분리하여 판매하고, 잔류 성분 중 카본의 경우 카본 분쇄기를 이용하여 분쇄한 후 포장/판매하는 것도 가능하다.
이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 가연성 폐기물 20: 폐수
21: 처리수 22: 슬러지
23: 폐수증기 24: 수증기
100: 열분해기 110: 대기 챔버
120: 예열실 121: 예열실 개폐구
122: 예열실 개폐구 구동 유압실린더 123: 열분해실 개폐구
124: 열분해실 개폐구 구동 유압실린더 130: 열분해실
131: 탄화 규소벽체 133: 내부식성 내벽
134: 내화 콘크리트 외벽 140: 마이크로파 발생기
150: 잔류물 배출구
151: 잔류물 배출구 구동 유압실린더 160: 잔류물 수집로
170: 절단기 200: 기화가스 수집기
300: 분사식 건조기 310: 제 1 챔버
320: 제 1 챔버 버너 321: 열입구
330: 상부 헤드 340: 분사노즐
350: 점검창 360: 방열망
370: 개구부 380: 제 2 챔버
381: 증기 배출구 382: 침전물 배출구
400: 고형물 건조기 500: 기화가스 응축/정제장치
600: 환경설비 700: 집수조
710: 침전/분리조

Claims (8)

  1. 가연성 폐기물(10)을 절단하는 절단기(170);
    상기 절단기(170)에서 절단된 상기 가연성 폐기물(10)을 적재하여 두는 대기 챔버(110)와, 상기 대기 챔버(110)에서 예열실 개폐구(121)를 통하여 들어온 상기 가연성 폐기물을 예열하는 예열실(120)과, 상기 예열실(120)에서 분해실 개폐구(123)를 통하여 들어온 상기 가연성 폐기물(10)을 마이크로파 발생기(140)를 이용하여 열분해시키며, 그 내벽에 마이크로파를 흡수/발열하는 탄화규소(SiC)로 제작되는 탄화규소벽체(131)가 설치되는 열분해실(130)과, 상기 열분해실(130)의 하면에 설치되며 분해 과정 중에는 상기 열분해실(130)을 밀폐시키고 열분해과정 후에는 열분해 잔류물을 배출하는 잔류물 배출구(150)와, 상기 잔류물 배출구(150)에서 배출된 잔류물을 수집하는 잔류물 수집로(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열분해기(100);
    상기 열 분해기(100)의 상기 열분해실(130)에서 발생한 비응축기화가스를 수집하는 기화가스 수집기(200);
    상기 기화가스 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스를 연료로 하여 폐수(20) 또는 침전/분리조(710)에서 분리된 처리수(21)를 분사하여 건조시키는 분사식 건조기(300);
    상기 수집기(200)에서 수집된 비응축기화가스를 연료로 하여 슬러지(22a), 상기 분사식 건조기(300)로부터 나온 슬러지(22b) 또는 상기 침전/분리조(710)에서 분리된 슬러지(22c)를 건조시키는 고형물 건조기(400); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열분해실(130)의 외벽(134)의 내측에는 내식성을 가지며 마이크로 파에 의한 스파크 발생을 발지할 수 있도록, 스테인레스 스틸 재질 또는 세라믹 코팅이나 내열 코팅으로 코팅된 스틸 재질로 제작되는 내벽(133)이 형성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절단기(170)는 상기 가연성 폐기물(10)을 100~500mm 의 규격 범위로 절단하는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사식 건조기(300)는,
    상부에 제 1 챔버 버너(320)가 설치되어 있으며 하나 이상의 분사 노즐(340)이 측면에 설치되어 있는 상부 헤드(330)가 설치되는 제 1 챔버(310);
    상기 제 1 챔버(310)의 측하면에 형성된 개구부(370)를 통하여 상기 제 1 챔버(310)의 내부와 연결되며, 상부에 증기 배출구(381)가 형성되어 있고 측하면에 침전물 배출구(382)가 형성되어 있으며, 상기 제 1 챔버(310)의 측면에 연접하여 형성된 제 2 챔버(380); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 1 챔버(310)의 내부 중앙 하면에는 효과적인 건조를 위한 방열망(360)이 더 설치되며, 상기 제 1 챔버(310)의 측면에는 점검 및 유지 보수를 위하여 개폐가능한 점검창(350)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분사 노즐(340)은 상기 상부 헤드(330)의 중심에 대하여 대칭이 되는 위치에 2개 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분사 노즐(340)은 분사각도가 수평면에 대하여 30~70도의 각도를 가지도록 설치되며,
    상기 분사노즐의 분사압력은 2㎏f/㎠ 이상인 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절단기(170)와 대기 챔버(110)는 컨베이어 벨트(180)를 통하여 연결되며,
    상기 예열실 개폐구(121), 열분해실 개폐구(123) 및 잔류물 배출구(150)는 각각 예열실 개폐구 구동 유압실린더(122), 열분해실 개폐구 구동 유압실린더(124) 및 잔류물 배출구 구동 유압실린더(151)에 의하여 개폐 구동되는 것을 특징으로 하는 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치.
KR1020110005083A 2011-01-18 2011-01-18 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치 KR20120083759A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110005083A KR20120083759A (ko) 2011-01-18 2011-01-18 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110005083A KR20120083759A (ko) 2011-01-18 2011-01-18 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120083759A true KR20120083759A (ko) 2012-07-26

Family

ID=46714913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110005083A KR20120083759A (ko) 2011-01-18 2011-01-18 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120083759A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104176896A (zh) * 2014-08-26 2014-12-03 高云 一种污泥干燥处理设备及方法
CN111377579A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 中国石油化工股份有限公司 一种油泥处理方法
KR102408957B1 (ko) * 2021-12-29 2022-06-14 김관우 마이크로웨이브를 이용한 폐스티로폼 처리장치
CN115831426A (zh) * 2022-11-16 2023-03-21 中国原子能科学研究院 放射性物质的处理装置和处理方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104176896A (zh) * 2014-08-26 2014-12-03 高云 一种污泥干燥处理设备及方法
CN111377579A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 中国石油化工股份有限公司 一种油泥处理方法
CN111377579B (zh) * 2018-12-29 2022-02-08 中国石油化工股份有限公司 一种油泥处理方法
KR102408957B1 (ko) * 2021-12-29 2022-06-14 김관우 마이크로웨이브를 이용한 폐스티로폼 처리장치
CN115831426A (zh) * 2022-11-16 2023-03-21 中国原子能科学研究院 放射性物质的处理装置和处理方法
CN115831426B (zh) * 2022-11-16 2024-03-22 中国原子能科学研究院 放射性物质的处理装置和处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1863606B (zh) 在球式炉中的有机废料的热解
RU2392543C2 (ru) Способ и устройство переработки бытовых и промышленных органических отходов
KR20090117377A (ko) 가연성 폐기물의 열분해시스템 및 열분해방법
US8308912B2 (en) Method for pyrogasification of organic waste
RU2659924C1 (ru) Способ пиролизной утилизации твердых углеродсодержащих отходов и мусороперерабатывающий комплекс для его осуществления
EP3012037B1 (en) Production line and method for recycling of charcoal and gas from garbage
AU2005237099B2 (en) Method for thermal recycling household wastes and a device for its realization
RU2275416C1 (ru) Способ термохимической переработки органического сырья в топливные компоненты и установка для его осуществления
KR20120083759A (ko) 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치
US8298304B1 (en) Coal treatment process for a coal-fired power plant
CN103936253A (zh) 一种利用微波和等离子体技术深化处理油泥的装置
KR101296267B1 (ko) 폐전선 재활용 장치
CN107513392A (zh) 一种处理生活垃圾和污水污泥的系统和方法
KR101252289B1 (ko) 가축 폐수 고형물 처리장치
CN209940818U (zh) 一种污泥处理系统
KR20160093290A (ko) 유기성 폐기물의 바이오촤 생산 시스템
CN204276512U (zh) 一种撬装式土壤热分离设备
CZ2002374A3 (cs) Způsob a zařízení pro odstraňování odpadních produktů a odpadních látek
KR20060064141A (ko) 열분해법에 의한 하수슬러지의 처리 장치 및 처리방법
KR100853814B1 (ko) 출력가변형 마이크로파를 이용한 폐타이어의 오일회수장치및 방법
KR20120083758A (ko) 가연성 폐기물을 활용한 폐수처리 장치
KR101582528B1 (ko) 차량탑재형 유기성폐기물 탄화처리장치
RU2696231C1 (ru) Способ утилизации углеродсодержащих материалов
CN209890466U (zh) 一种罐底含油污泥处理系统
CN110546240A (zh) 用于处理煤和生活垃圾的装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
WITR Request for withdrawal (abandonment) after decision of registration