KR20200043447A - 폐기물 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

장치 내에 있는 재료를 재활용하고 이러한 재료를 회수, 재사용 및 재활용하기 위해 고형 폐기물 장치를 처리하는 폐기 시스템. 이러한 시스템은 바람직하게는 하나 이상의 배기 덕트를 사용하여 부착된 1차 챔버 및 2차 챔버 및 2차 챔버 배기 덕트를 포함할 수 있다. 고형 폐기물 장치는 전자 폐기물, 의료 장치 폐기물 등과 같은 임의의 유형의 폐기물을 포함할 수 있다.

Description

폐기물 처리 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017 년 8 월 30 일자로 출원된 미국 가특허출원 제 62 / 552,080 호에 관련되고 그 우선권을 주장하는 것이며, 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
특정 실시예는 일반적으로 폐기물 처리에 관한 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 특정 실시예는 귀금속 및 희토류 원소의 효율적인 회수를 가능하게 하면서 폐기물 내의 유해 성분을 안전하게 처리하도록 폐기물을 처리하기 위한 제어되고 통합된 열분해 및 가스화 방법에 관한 것일 수 있다.
폐기물을 처리하는 가장 일반적인 방법은 매립지를 사용하는 것이다. 매립지 운영자는 연속적인 고형 폐기물 층, 주로 가정용 폐기물 및 토양 또는 토양층으로 매립지 영역을 채워 위생적인 매립을 시도한다. 통제되지 않은 매립지는 자연 생물학적 작용, 강수량 및 기후에 따라 분해에 영향을 미친다. 폐기물이 분해됨에 따라 폐기물의 독성 물질이 매립지 밖으로 배출되는 자연적인 침전물에 유입되어 독성이 강한 오염수가 지하수 공급, 지표수 및 우물을 잠재적으로 오염시킬 수 있다. 안정화가 매우 느리기 때문에 통제되지 않은 매립지는 오랜 기간 동안 다른 목적으로 사용할 수 없으므로 특히 대도시 인근에서 큰 토지 자원 낭비가 되고 만다.
폐기물 내의 재료를 재활용하려는 노력에도 불구하고, 특정 유형의 폐기물은 현재 표준 방법을 사용하여 재활용하기 어렵다.
예를 들어, 전자 폐기물, 혹은 이스크랩(e-scrap), 이웨이스트(e-waste)로 알려진 전자 폐기물은 잉여, 파손 및 쓸모 없어진 전자장치로부터 생성된 쓰레기이다. 전자 폐기물은 다량이며 독성이 있다. 전자 폐기물의 약 13 %만이 재료 회수를 위해 처리된다는 것이 잘 연구되고 있다. 또한 전자 폐기물 부피는 연 8 % 씩 증가하고 있다. 따라서 매립은 장기간의 중금속 침출로 인해 일반적으로 허용되는 옵션이 아니다.
매립지에서 처리될 때, 전자 폐기물은 매립지에 놓여진 재료의 상대적으로 적은 분량임에도 불구하고 전체 유해 폐기물 성분의 대략 70 %를 차지한다. 또한 전자 폐기물은 매년 채굴되는 금속 및 광물의 일정 재료 비율에 상당한다. 예를 들어 전자 폐기물 금 함량은 매년 채굴되는 금의 약 10 %에 해당한다. 광물 및 금속을 회수하지 않고 전자 폐기물을 폐기하는 것은 비효율적이고 장기간 유지할 수 없다. 전자 폐기물은 유해한 납 화합물, 수은, 카드뮴, 크롬 및 클로로플루오로카본 (CFC) 가스를 포함하기 때문에 특히 환경에 유해할 수 있다. 따라서 전자 폐기물의 유해 성분에는 특별한 관리가 필요하다.
과거에, 그러한 폐기물을 효율적이고 효과적으로 폐기하는 방법을 찾는 것은 도전되어 왔으며, 계속 시도되고 있다. 예를 들어, 소각은 질소 산화물 (NOx)과 황 산화물(SOx), 산성도(acidty), 비소, 중금속 및 대기에 유해한 영향을 미치는 기타 독소 때문에 실행 가능한 옵션이 아니다.
대부분의 다른 솔루션은 공급 원료의 수동 분해를 필요로 하며 노동 집약적이다. 또한, 기존 금속의 일반적인 추출은 고온 정제 방법을 사용하며, 이는 세정기 시스템과 높은 에너지 레벨을 필요로하는 배출물을 생성한다. 다른 대안은 중앙 집중식이며 논리적으로 덜 효율적인 대규모 작업을 요구하는 경향이 있다. 더욱이, 다른 공정은 회수된 금속 1g 당 구축 및 작동 비용이 더 비싸다. 또한, 다른 히드로 다이제스터(hydro digester)의 개발은 접지 인쇄 회로 기판과 같은 소량의 전자 폐기물을 취하여 용해시킨다. 또한, 독성 잔류 농축물 (즉, 탄화수소, 난연제 및 기타 잔류물)의 후 처리 폐기가 필요하다.
그러나, 대부분의 전자 제품은 일반적으로 매립지로 끝나고, 새로운 전자 장치에 사용되기 위해 단지 소량의 비율만이 회수된다. 또한 전자 폐기물의 재활용은 특정 전자 제품이 다양한 비율의 유리, 금속 및 플라스틱으로 제조된 정교한 장치이기 때문에 어려울 수 있다. 전자 장치는 일반적으로 구리, 주석, 철, 알루미늄, 팔라듐, 티타늄, 금 및 은을 포함한 귀중한 재료를 포함한다. 따라서, 이러한 물질을 회수, 재사용 및 재활용하는 효과적이고 안전한 방법을 찾을 필요가 있다. 전자 폐기물 재활용이 에너지 및 자원 절약, 오염 감소, 매립 공간 절약, 궁극적으로 환경적으로 안전한 전자 폐기물 처리 방법을 제공할 수 있다는 점을 고려할 때 특히 그렇다. 효율적인 전자 폐기물 처리의 핵심에서 처리 전개를 보다 용이하게 할 수 있는 소규모 시스템이 필요하다.
전자 폐기물과 마찬가지로, 바늘, 주사기, 유리 제품 및 붕대와 같은 의료 폐기물도 폐기에 어려움이 있다. 현재의 의료 폐기물 시스템은 의료 폐기물을 위생 처리, 분류 또는 재활용하지 않는다. 생물학적으로 오염된 폐기물을 통해 특정 박테리아와 바이러스가 전염될 수 있으므로 병원균을 파괴하여 병원균 전염을 최소화하도록 주의를 기울여야 한다. 대신, 생물학적으로 오염된 의료 폐기물은 종종 매립장에 폐기되며, 이는 환경에 해로울 수 있다.
현재의 의료 폐기물 처리 시스템은 현장 소각로의 사용을 포함한다. 소각로는 의료 폐기물의 오염을 제거하고 크기를 줄이는 데 효과적일 수 있지만 종종 유독 가스 방출의 위험이 있으므로 만족스럽지 않다. 또한 대형 병원의 현장 소각장에는 적절한 오염 제어 장치를 갖추거나 재정적으로 실행 가능한 숙련된 기술자가 운영할 수 없다. 결과적으로 이러한 소각로는 법적 한계를 초과하는 오염 수준에서 작동하거나 적절하게 훈련된 기술자가 아닌 사람에 의하여 운영될 수 있다. 다른 방법으로 소독액을 사용하는 방법이 있는데, 이는 많은 양의 공간을 차지하고 작업자를 오염시킬 수 있는 위험이 있다.
모든 경우에, 운영자는 의료 폐기물을 그 폐기물 용기로부터 제거하여야 하는데, 그 폐기물 용기는 폐기물에 상주하는 병원체로부터 다른 사람들을 보호하기 위해 의료 전문가에 의해 사용되는 단단한 용기이다. 이 공정은 노동 집약적일 수 있으며, 작업자를 바늘 및 깨진 유리와 같은 내부에 포함된 날카로운 물체에 노출시키고 또한 작업자를 액체 및 고체 물질을 포함하여 병원체를 내포하는 물질에 노출시킨다. 따라서, 수작업을 최소화하고, 의료 폐기물을 파괴 및 소독하는 한편, 의료 폐기물과 의료 폐기물 처리 시스템의 조작자와의 접촉을 최소화하는 방식으로 의료 폐기물을 처리하는 시스템이 필요하다. 현재의 시스템이 어떤 방식으로도 해결하지 못하는 그러한 의료 폐기물로부터 금속 및 기타 물질을 회수하는 것이 바람직할 수 있다.
이러한 이유로, 본 발명자들은 현재 제시된 시스템을 개선하였다. 본 발명의 특정 실시예는 전자 폐기물, 의료 폐기물 및 다른 유형의 폐기물과 같은 폐기물을 효과적이고 안전하게 처리하여 그러한 물질을 회수, 재사용 및 재활용하는 시스템을 제공한다. 결과적으로 오염을 줄이고 매립 공간을 절약하며 폐기물을 처리하고 재활용하는 환경적으로 안전한 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징, 장점 및 실시예는 다음의 상세한 설명, 도면 및 청구 범위를 고려하여 설명되거나 명백해질 것이다. 더욱이, 상술한 본 발명의 요약 및 후술하는 상세한 설명 둘 모두는 예시적인 것이며 청구된 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서 추가적인 설명을 제공하려는 것으로 이해되어야 한다.
특정 실시예에 따르면, 폐기물 처리 시스템을 위한 폐기물 처리 방법이 제공 될 수 있다. 상기 폐기물 처리 시스템은 가열 챔버, 상기 가열 챔버 내에 배치된 1차 챔버, 2차 챔버 및 덮개를 가질 수 있다. 상기 방법은 공급 원료를 1차 챔버로 로딩하는 단계, 공급 원료를 로딩하는 동안 2차 챔버를 가열하는 단계, 및 공급 원료를 내부에 가진 가열 챔버를 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 1차 챔버가 가열되는 동안 1차 챔버를 회전시키는 단계, 가열 챔버가 미리 결정된 시간 동안 가열된 후 가열 챔버를 냉각시키는 단계, 및 가열 챔버를 미리 결정된 시간 동안 가열한 후 남은 농축 물을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 공급 원료를 로딩하는 단계는 1차 챔버 및 가열 챔버를 작동 위치로 회전시키고, 1차 챔버의 개방 단부에 덮개를 고정시키고, 1차 챔버에 불활성 가스를 로딩하고, 공급 원료의 처리를 용이하게하기 위해 상기 가열 챔버 및 1차 챔버를 미리 결정된 각도로 틸팅시킨다.
일 실시예에서, 상기 방법은 2차 챔버를 약 1000 ℃내지 약 1100 ℃의 온도 범위로 가열하는 단계, 가열 챔버를 가열하는 동안 생성된 합성 가스를 덮개에서 수집하는 단계, 상기 합성 가스를 2차 챔버로 보내는 단계, 2차 챔버에서 합성 가스를 연소시키는 단계 및 폐기물 처리 시스템으로부터 연소된 합성 가스를 배출시키는 단계를 포함시킨다. 일 실시예에 따르면, 1차 챔버의 온도 및 가열 챔버의 회전 타이밍은 공급 원료의 유형 및 공급 원료의 부피에 기초하여 제어 될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 방법은 공급 원료를 약 500 ℃내지 약 600 ℃의 온도로 가열하는 단계, 가열 챔버 및 1차 챔버를 약 45 °의 각도로 틸팅하는 단계 및 가열 챔버를 냉각 공기 팬으로 냉각하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 1차 챔버의 회전은 1차 챔버와 가열 챔버의 바닥면에 부착된 구동 모터를 구동함으로써 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 공급 원료는 컴퓨터 또는 전기 장비, 또는 의료 폐기물 품목들을 포함할 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 폐기물 처리 시스템은 1차 챔버 섹션 및 1차 챔버 섹션에 배기 덕트를 통해 연결된 2차 챔버 섹션을 포함할 수 있다. 1차 챔버 섹션은 가열 챔버, 가열 챔버 내에 배치되며 공급 원료를 수용하도록 구성되는 1차 챔버, 및 가열 챔버와 1차 챔버를 가열하도록 구성된 버너를 포함할 수 있다. 2차 챔버 섹션은 2차 챔버, 및 2차 챔버에 연결된 2차 챔버 배기 덕트를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 1차 챔버에는 불활성 가스가 로딩될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 1차 챔버 섹션은 가열 챔버 및 1차 챔버를 가열하는 동안 생성된 합성 가스를 수집하도록 구성된 덮개를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 1차 챔버 섹션은 가열 챔버를 냉각하도록 구성된 냉각 팬을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 1차 챔버는 상기 1차 챔버로부터 가열 챔버로 열을 전달하도록 구성된 복수의 열 전달 핀을 포함하고, 상기 복수의 열 전달 핀은 1차 챔버의 외부 표면에 부착 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 열 전달 핀은 1차 챔버와 동일한 재료로 제조될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 1차 챔버 섹션은 1차 챔버를 회전시키도록 구성된 구동 모터를 포함할 수 있고, 상기 구동 모터는 1차 챔버 및 가열 챔버의 바닥면에 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 공급 원료는 컴퓨터 또는 전기 장비, 또는 의료 폐기물 품목들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 2차 챔버 섹션은 2차 챔버로 연소 공기를 공급하도록 구성된 합성 가스 연소 공기 팬을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 2차 챔버 섹션은 합성 가스 연소 공기 팬 및 2차 챔버 배기 덕트에 연결된 합성 가스 연소 공기 디퓨저를 포함할 수 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되고 본 명세서에 통합된 것으로서 본 명세서의 일부를 구성하며, 이러한 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 도면으로서 :
도 1 (A)는 특정 실시예에 따른 가스화 시스템을 도시한다.
도 1 (B)는 특정 실시예에 따른 도 1 (A)의 가스화 시스템의 배면도를 도시한다.
도 2 (A)는 특정 실시예에 따른 1차 챔버의 내부 절개도를 포함하는 도 1 (A) 및 1 (B)의 1차 챔버의 사시도를 도시한다.
도 2 (B)는 특정 실시예에 따른 1차 챔버의 평면도를 도시한다.
도 2 (C)는 특정 실시예에 따른 1차 챔버의 측면도를 도시한다.
도 3 (A)는 특정 실시예에 따른 도 1 (A) 내지 2 (C)의 1차 챔버의 내부 단면도를 도시한다.
도 3 (B)는 특정 실시예에 따른 도 3 (A)의 A-A 선을 따른 1차 챔버의 내부 단면도를 도시한다.
도 4는 특정 실시예에 따른 폐기물을 감소시키는 방법을 도시한다.
도 5는 1차 챔버 내의 열분해 제어를 위한 가스 흐름의 대안적인 도면을 도시한다.
예시적인 실시예들에 관한 다음의 상세한 설명에서, 그 설명의 일부를 이루는 첨부도면을 참조한다. 이들 실시예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명되며, 다른 실시예가 이용될 수 있고 본 명세서의 개시 사항의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 본 발명에 논리적 또는 구조적 변경이 이루어질 수 있음을 이해하여야 할 것이다. 통상의 기술자가 본 명세서에 설명된 실시예들을 실시할 수 있게 하는데 필요하지 않은 세부 사항을 피하기 위해, 본 설명은 통상의 기술자에게 알려진 특정한 정보를 생략할 수 있다. 그러므로, 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 취해져서는 안 된다.
본 명세서 전반에 걸쳐 기술된 본 발명의 특성, 구조 또는 특징은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서 전체에서 문구 "특정 실시예", "일부 실시예" 또는 다른 유사한 언어의 사용은 실시예와 관련하여 설명된 특별한 특성, 구조 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있다는 사실을 지칭한다.
예시적인 실시예들에 관한 다음의 상세한 설명에서, 그 설명의 일부를 이루는 첨부도면을 참조한다. 이들 실시예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명되며, 다른 실시예가 이용될 수 있고 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 본 발명에 논리적 또는 구조적 변경이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 통상의 기술자가 본 명세서에 설명된 실시예들을 실시할 수 있게 하는데 필요하지 않은 세부 사항을 피하기 위해, 본 설명은 통상의 기술자에게 알려진 특정한 정보를 생략할 수 있다. 그러므로, 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 취해져서는 안 된다.
본 명세서에 기술된 예는 단지 예시적인 목적을 위한 것이다. 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 예를 들어 도 1 (A) 내지 도 4에 도시된 것들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 명세서에 기술된 특정 실시예는 시스템, 장치 또는 방법으로서 구현 될 수 있다.
특정 실시예는 폐기물로부터 금속 및 광물을 처리하고 효율적으로 추출하도록 설계되고 구축된 가스화기(gasifier)를 제공할 수 있다. 얻어진 결과물은 즉각적인 습식 야금학적 정제에 적합한 형식의 합성 광석을 포함할 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 이는 제어된 압력 챔버 내의 기화 분위기 (산소를 제거하거나 전혀 산소가 없을 수 있음)에서 간접적인 열의 정확한 제어를 제공함으로써 달성될 수 있다. 상기 압력 챔버는 내부에 핀(fins)을 포함하여 압력 챔버가 회전할 때 내부 핀이 교반을 제공할 수 있고, 또한 그라인딩 볼(grinding ball)과 같은 분쇄 매체를 포함하여 미세입자로 감소되도록 할 수 있다. 상기 압력 챔버는 1차 챔버 분위기를 조정하기 위한 대안적인 가스 유입구를 포함할 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 폐기물을 처리하는 전체 프로세스는 PLC (programmable logic control) 시스템에 의해 제어될 수 있다. 특정 실시예에서, PLC 시스템은 온도, 압력, 회전 속도, 분위기 농도, 팬 속도, 유량 및 다른 프로세스 데이터와 같은 다양한 프로세스 측정치를 판독하고 프로세스를 전체적으로 최대화하기 위해 시스템의 파라미터를 조정할 수 있다 상기 PLC 시스템은 또한 가스 방출물을 측정할 수 있으며, 여기서 가스 방출물은 특정 pH 균형을 달성하고 열분해를 제어하기 위해 투여될 수 있다. 상기 PLC 시스템은 출력된 재료들을 재활용하는 능력을 최대화하기 위하여, 추가된 폐기물의 유형, 폐기물의 부피, 폐기물 내 유해한 오염물 등을 설명하기 위해 시간에 의존하는 방식으로 추가된 폐기물에 응답하여 시스템의 프로세스 및 파라미터를 조정할 수 있다.
도 1 (A)는 특정 실시예에 따른 시스템(100)을 도시하고, 도 1 (B)는 특정 실시예에 따른 도 1 (A)의 시스템(100)의 배면도를 도시한다. 특히, 시스템(100)은 1차 챔버 섹션(105) 및 2차 챔버 섹션(110)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 챔버 섹션(105)은 배기 덕트(12) 및 2차 챔버 배기 덕트(13)를 통해 2차 챔버 섹션(110)과 상호 연결된다. 도 1 (A)는 또한 가열 챔버(2) 내에 배치된 1차 챔버(1)를 포함하는 1차 챔버 섹션(105)을 도시한다. 특정 실시예에 따르면, 1차 챔버(1)는 예를 들어 스테인레스 스틸을 포함하는 다양한 재료로 제조될 수 있다. 또한, 1차 챔버(1)는 가열 챔버(2)에 부착되지만, 메인터넌스 목적을 위해 가열 챔버(2)로부터 분리될 수 있다. 작동 동안, 1차 챔버(1)는 기어 박스 및 구동 모터(9)에 의해 구동됨으로써 회전하도록 구성될 수 있다. 도 1 (B)에 도시된 바와 같이, 기어 박스(9)는 1차 챔버(1) 및 가열 챔버(2)의 바닥면에 부착될 수 있다. 회전 운동은 체인 구동, 유압 모터 또는 기타 고 토크 저속 동력 전달 수단을 통해 달성 될 수 있다. 특정 실시예에서, 작동 중에 회전 속도의 변화가 바람직하다. 따라서, 상기 회전은 가변 주파수 드라이브에 의해 제어될 수 있으며, 이는 PLC에 의해 차례로 제어될 수 있다.
또한, 도 1 (A) 및 1 (B)에는 버너(5a, 5b)가 각각 도시되어 있다. 버너(5a, 5b)는 각각의 구성 요소로의 열 입력에 사용된다. 천연 가스 또는 프로판이 바람직한 연료 공급원이지만, 액체 연료 또는 다른 가스 연료가 사용될 수 있다. 또한, 버너(5a)는 가열 챔버(2)의 외부에 부착되어 가열 챔버(2) 내부에 열을 제공하여, 간접적으로 1차 챔버 (1)를 가열한다.
버너(5a)에 의해, 가열 챔버(2)의 내부 영역은 1차 챔버(1) 내에 포함된 공급 원료를 간접적으로 가열하는데 필요한 온도로 가열된다. 이 내부 영역의 온도 범위는 폐기물의 유형을 설명하도록 조정될 수 있다. 일 실시 형태에서, 상기 온도 범위는 최대 1000 ℃일 것이다. 이 가열은 대기압에서 일어날 수 있고, 궁극적으로 1차 챔버(1) 내에 포함된 공급 원료를 가열함으로써 합성 가스를 생성할 수 있다. 가열 챔버(2)가 가열됨에 따라, 상기 가열 챔버(2)는 절연 쉘(insulated shell)로 이루어져 있기 때문에 상기 챔버(2)의 열이 보존될 수 있다. 상기 가열 챔버(2)의 절연 쉘은 외부 층 및 내부 층을 포함할 수 있다. 특정 실시예의 외부 층은 탄소강으로 만들어 질 수 있고, 내부 층은 노 용도(furnace application)에 사용될 수 있는 고온 절연 재료로 만들어 질 수 있다. 이러한 예는 세라믹 섬유, 내화 모놀리스 또는 내화 벽돌을 포함한다.
1차 챔버 섹션(105)을 냉각시키기 위해, 도 1 (A) 및 1 (B)는 하나 이상의 냉각 공기 팬(6)이 제공될 수 있음을 도시한다. 특히, 냉각 공기 팬(6)은 가열 챔버(2)의 내부 영역으로 냉각 공기를 공급하여 1차 챔버(1)의 간접 냉각을 야기한다. 도 1 (A) 및 1 (B)에 도시된 바와 같이, 냉각 공기 팬이 덕트를 통해 가열 챔버의 내부 표면에 연결된다. 가열 챔버로의 이러한 공기 흐름은 게이트 밸브에 의해 제어될 수 있다. 상기 냉각 팬(6)은 또한 덕트 파이프(17)를 통해 연소 공기 또는 냉각 공기 또는 다른 가스를 1차 챔버로 제공하는 역할을 할 수 있다. 덕트 파이프(17)는 궁극적으로 1차 챔버 상의 송풍구 파이프(tuyere pipe)에 연결되고 동일한 수단에 의해 회전하는 1차 챔버 내로 불활성 가스로 전달된다.
도 1 (A) 및 1(B)는 1차 챔버 섹션(105)이, 상기 1차 챔버(1) 및 가열 챔버(2)에 대한 지지를 제공하는 지지 프레임(15)을 포함함을 추가로 예시한다. 상기 지지 프레임(15)의 트러니언 지지부(22)에 트러니언(20)이 부착된다. 또한, 유압 리프팅 실린더(10)가 제공되어 지지 프레임(15)의 트러니언(20) 및 트러니언 지지부(22)에 부착된다. 하나의 유압 실린더(10)만이 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는 하나 이상의 유압 리프팅 실린더(10)가 이용될 수 있다. 유압 리프팅 실린더(10)와 트러니언(20)의 조합은 1차 챔버(1)와 가열 챔버(2)의 회전 운동을 제공하여 이들 구조가 로딩 및 언로딩을 위해 적절하게 위치될 수 있도록 한다. 즉, 트러니언(20) 및 유압 리프팅 실린더(10)는 1차 챔버(1) 내로 공급 원료를 로딩하기 위해 상기 1차 챔버(1) 및 가열 챔버(2)의 회전 운동을 위한 수단을 제공하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 1 (A) 및 1 (B)는 작동 위치에서의 1차 챔버(1) 및 가열 챔버(2)를 도시한다. 일 실시예에서, 상기 1차 챔버(1) 및 가열 챔버(2)는 작동 동안 0 ° 수평으로부터 수직에서 45 ° 인 각도로 회전될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 상기 1차 챔버(1) 및 가열 챔버(2)는 예를 들어 약 70 °의 각도와 같은 로딩 및/또는 언로딩에 적절한 다른 각도로 회전될 수 있다. 1차 챔버(1)와 가열 챔버(2)의 각도 조절(angling)은 1차 챔버(1) 내의 내용물이 편리하게 추가되거나 제거될 수 있게 한다.
1차 챔버 섹션(105)을 작동시키기 전에, 1차 챔버(1)에는 1차 챔버(1)의 상부 개구를 통해 공급 원료 또는 폐기물이 로딩될 수 있다. 공급 원료를 로딩하기 위해, 1차 챔버의 개구를 덮는 덮개(11)가 제거되어, 공급 원료가 1차 챔버(1) 내에 배치된다. 특정 실시예에서, 상기 덮개(11)는 배기 후드일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 덮개(11)는 배출 및 여과에 의해 1차 챔버(1) 내부로부터 연소 생성물, 연무, 연기, 악취, 열 및 증기를 제거할 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 상기 덮개(11)는 1차 챔버(1)를 구성하는 재료와 동일하거나 다른 종래의 재료로 형성될 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 공급 원료는 리튬 이온 배터리와 같은 배터리, 휴대폰, 랩탑, 컴퓨터, 마더 보드 및 다양한 다른 컴퓨터 및/또는 전기 장비 또는 장치를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 공급 원료는 인간의 폐기물 오염된 장비, 하드웨어, 전기 회로 또는 다른 하드웨어를 포함하는 의료 장치, 튜빙, 바늘, 유리, 또는 유해한 병원체 혹은 독소를 포함하거나 이들에 노출될 수 있는 다른 폐기물, 또는 심지어 의료 폐기물을 포함하는 대형의 유해한 폐기물 상자와 같은 의료 폐기물 품목일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 공급 원료는 분해될 필요가 없고, 대신에 1차 챔버(1) 내로 직접 넣어질 수 있다. 그러나, 원한다면 공급 원료는 로딩되기 전에 더 작은 부분으로 분해될 수 있다. 더 크거나 무거운 공급 원료의 경우 갠트리(gantry)를 사용하여 1차 챔버 내로 로드할 수 있다.
공급 원료가 1차 챔버(1) 내로 로딩되면, 덮개(11)는 하강하여 1차 챔버(1)의 개구를 밀봉하며, 이에 의하여 1차 챔버(1) 내에서 불활성 환경이 유지된다. 1차 챔버(1)를 밀봉한 후, 1차 챔버(1) 내의 잔류 산소는 불활성 가스로 치환함으로써 제거될 수 있다. 그리고 나서 버너(5a)를 통해 1차 챔버에 간접적으로 열이 공급될 수 있다. 1차 챔버(1)가 가열됨에 따라, 기어 박스(9)는 1차 챔버 (1)를 구동시켜 챔버를 회전시킬 수 있다. 또한, 1차 챔버(1)가 가열됨에 따라, 공급 원료는 가스를 방출하고 분해되기 시작할 수 있다. 공급 원료 내의 원소 물질로부터 합성 가스가 생성된다.
가열 동안, 특정 실시예에 따르면, 공급 원료 붕괴는 사용된 공급 원료의 유형 및 부피에 따라 3 가지 상이한 단계에서 발생할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 제 4 단계가 관찰될 수 있다. 제 1 단계는 250 ℃에서 관찰될 수 있고, 제 2 단계는 400 ℃에서 관찰될 수 있고, 제 3 단계는 550 ℃에서 관찰될 수 있다. 또한, 이 단계들이 시작하고 끝나는 온도는 달라질 수 있다. 1차 챔버에 불활성 기체를 첨가하면 제어가 향상되고 공급 원료의 거동을 보다 예측 가능하게 한다.
특정 실시예에 따르면, 공급 원료를 1차 챔버(1)에 첨가하는 것에 추가하여, 밀링 매체(milling media)가 추가될 수도 있다. 밀링 매체는 볼, 비드, 실린더, 절단 와이어 또는 기타 형상의 재료와 같은, 분쇄 또는 연마 재료를 사용할 수 있으며, 스틸, 산화 알루미늄, 금속 합금, 텅스텐 카바이드 등과 같은 재료로 형성될 수도 있다. 분쇄 매체와 공급 원료의 혼합은 공급 원료를 분말형 농축물로 분쇄하는 것을 돕는다. 이 분쇄 공정은 열분해 및 가스화 공정을 함께 수행하는 동안에도 도움이 될 수 있다. 또한, 공급 원료로부터 이미 가스화된 층을 제거하고 새로운 층을 노출시켜 공정을 보다 빠르고 균일하게 하는데도 도움이 된다.
도 1(A) 및 도 1(B)에 도시된 바와 같이, 1차 챔버 배기 덕트(12)는 덮개(11)에 연결된다. 1차 챔버(1) 및 가열 챔버(2)의 작동 중에, 1차 챔버 내의 공급 원료로부터 독성 가스가 생성된다. 상기 독성 가스는 덮개(11)에서 시작하여 배기 시스템을 통해 제거될 수 있다. 상기 가스의 흐름은 이후 1차 챔버 배기 덕트(12)를 통해 2차 챔버(3)로 이동한다.
궁극적으로, 상기 독성 가스 및 합성 가스는 대기로 배출되거나, 캡춰되어 2차 챔버(3)에 도달한 후의 흐름으로 다시 유입될 수 있다. 상술한 바와 같이, 1차 챔버 섹션(105)은 1차 챔버 배기 덕트(12)를 통하여 상기 2차 챔버(3)에 연결된다. 도 1 (A) 및 1 (B)에 도시된 바와 같이, 생성된 합성 가스가 휘발성인 경우 안전 장치로서 작용하는 방폭 도어(explosion door:19)가 제공될 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 방폭 도어(19)는 시스템 내부의 급격한 압력 증가의 경우 자유롭게 개방될 수 있는 중력에 의하여 유지되는 해치(hatch)이다. 상기 방폭 도어(19)는 빠르게 팽창하는 가스를 배출할 수 있는 크기이다. 덕트 시스템(11, 12, 4 및 13) 내에서 가스 손실을 최소화하기 위해 상기 방폭 도어는 자동으로 재설정된다.
독성 가스 및 합성 가스가 2차 챔버(3)에 도달하면, 이들은 예를 들어 약 2 초 동안과 같은 최소 시간 동안 2차 챔버(3) 내에 유지될 수 있다. 상기 시간이 경과하면, 상기 가스들은 열교환 기 또는 보일러로 배출된 다음 방출 필터 시스템 (도시되지 않음)으로 배출될 수 있다.
도 1 (A) 및 1 (B)에 도시된 바와 같이, 상기 2차 챔버(3)는 가스화 시스템(100)의 2차 챔버 섹션(110) 상에 제공될 수 있다. 2차 챔버(3)는 합성 가스 연소 공기 팬(7)을 포함할 수 있고, 상기 합성 가스 연소 공기 팬(7)은 합성 가스 연소 공기 디퓨저(18)에 의해 2차 챔버 배기 덕트(13)에 연결된다. 합성 가스 연소 공기 디퓨저(18)는 스테인레스 스틸로 제조될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 합성 가스 연소 공기 디퓨저(18)를 형성하기 위해 다른 재료가 사용될 수 있다. 상기 가스화 시스템(100)의 작동 중에, 생성된 합성 가스가 가연성이고 2차 챔버(3)에서 연소되기 때문에, 상기 합성 가스 연소 공기 디퓨저(18)는 합성 가스를 연소시키기 위해 2차 챔버(3)로 연소 공기를 제공하도록 구성된다. 특히, 상기 연소 공기는 합성 가스 연소 공기 팬(7)에 의해 공급될 수 있다. 따라서, 특정 실시예에서, 2차 챔버(3)는 합성 가스의 발열 반응이 일어나는 곳이다.
특정 실시예에 따르면, 2차 챔버(3)는 둥근 튜브 형상을 가질 수 있고, 또한 2차 챔버(3)는 완전히 절연될 수 있다. 특히, 상기 2차 챔버(3)는 탄소강 외부 쉘 및 고온 절연 내부 층으로 구성될 수 있다. 이 내부 층은 임의의 고온 단열재, 예를 들어 세라믹 섬유, 내화 모놀리스 또는 내화 벽돌로 구성될 수 있다. 작동 동안, 2차 챔버(3) 내의 온도는 버너(5b)와 같은 천연 가스 버너를 통해 최소 온도로 유지될 수 있다. 2차 챔버(3)의 길이 및 직경은 출구 전에 고온 환경에서 합성 가스에 최소 2 초의 체류 시간을 제공하도록 설정될 수 있다. 또한, 도 1 (A) 및 1 (B)는 1차 챔버 섹션(105)의 하나의 1차 챔버(1) 및 가열 챔버(2)만을 도시하고 있지만, 2차 챔버(3)는 동시에 작동하는 하나 이상의 1차 챔버(1) 및 가열 챔버(2)의 실시예를 허용하도록 크기가 정해질 수 있다. 이러한 2차 챔버의 크기는 1차 챔버(1)에서의 조합된 열분해 및 가스화의 속도 및 공급 원료의 예상 발열량에 기초할 수 있다. 이 발열량은 시스템을 통한 잠재적인 공기 흐름의 방정식을 제공하기 위해 계산될 수 있다. 2차 챔버(3)의 길이 및 직경은 최소 2 초의 체류 시간이 최대 합성 가스 연소시에 유지되도록 정해져야 한다. 도 1 (A) 및 1 (B)에 도시된 바와 같이, 2차 챔버(3)의 디자인은 원통형일 수 있다. 최소 체류 시간이 유지되는 한 다른 형상도 이용될 수 있다.
도 1 (A) 및 1 (B)에 도시된 바와 같이, 2차 챔버 섹션(110)은 또한 드래프트 제어 장치(8)를 포함할 수 있다. 이 드래프트 제어 장치(8)는 특정 실시예에서 배기 시스템에, 보다 구체적으로는 덮개(11)에 네거티브 드래프트(negative draft)를 제공할 수 있다. 상기 드래프트 제어 장치(8)는 도 1 (B)에 도시된 바와 같이 이덕터 타입 시스템으로 구성될 수 있다. 또한 하나 이상의 유도 팬(induction fan)으로 구성될 수도 있다. 또한, 2차 챔버 섹션(110)은 2차 챔버(3)의 측면 상에 배치된 다른 버너(5b)를 포함할 수 있고, 상기 측면은 합성 가스 연소 공기 팬(7)이 배치된 측과 동일한 측면이고, 제 2 스택(14)과 이덕터 공기 팬이 배치되는 2차 챔버(3)의 다른쪽 측면과는 반대쪽 측면이다. 특정 실시예에 따르면, 보조 다리가 제공되어 상기 2차 챔버(3)를 지지할 수 있다.
특정 실시예에서, 가스화 시스템(100)은 전체적으로 운반될 수 있다. 운반을 위해, 가스화 시스템(100)은 상이한 구성 요소들로 분해될 수 있고, 이후에 시스템 사용을 위해 재조립될 수 있다.
도 2 (A)는 특정 실시예에 따른 1차 챔버(1)의 절개 내부도를 포함하는 도 1 (A) 및 1 (B)의 1차 챔버(1)의 사시도를 도시한다. 또한, 도 2 (B)는 특정 실시예에 따른 1차 챔버(1) 내부의 평면도를 도시한다. 도 2 (A)에 도시된 바와 같이, 1차 챔버(1)는 챔버의 상부에 개구(201)를 갖는다. 상술한 바와 같이, 개구(201)는 1차 챔버(1) 내로 공급 원료를 넣기 위한 수단을 제공한다. 또한, 개구(201)는 덮개(11)의 부착에 의해 밀봉될 수 있고, 개구(201)는 공급 원료의 로딩 및 언로딩을 허용하도록 구성될 수 있다.
도 2 (A)는 또한 1차 챔버(1)가 덮개(11)에 의해 밀봉되는 1차 챔버(1)의 일부를 형성하는 상부 원뿔 섹션(205)을 갖는 것을 도시한다. 또한, 이 원뿔 섹션(205)은 절연될 수 있다. 이 절연 원뿔 섹션은 가열 챔버(2)뿐만 아니라 덮개(11) 상의 밀봉을 보호하는 역할을 한다. 또한, 상부 원뿔 섹션(205)을 둘러싸는 것은 배기 단부 지지 홀더(210)이다. 이 배기 단부 지지 홀더(210)는 장착면으로서 기능할 수 있다. 표면. 또한, 도 2 (A)에 도시된 바와 같이, 1차 챔버(1)는 1차 챔버(1)의 외부 표면 상에 배치된 송풍구 파이프(215)를 포함할 수 있다. 도 2 (A)에 더 도시된 바와 같이, 상기 송풍구 파이프(215)는 1차 챔버 (1)의 주변 측벽을 통하여 1차 챔버(1)의 내부 공간으로 연장된다.
도 2 (A) 및 2 (B)에 더 도시된 바와 같이, 1차 챔버(1)는 1차 챔버(1)로부터 가열 챔버(2)로 열을 전달할 수있는 하나 이상의 열 전달 핀(235)을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 열 전달 핀(235)은 1차 챔버(1)의 외부 표면에 부착될 수 있고, 상부 원뿔 섹션(205)의 하부로부터 상기 개구(201)와 직접 대향하는 1차 챔버(1)의 바닥 표면 아래로 연장될 수 있다. 열전달 핀(235)은 또한 1차 챔버(1)의 길이에 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 열전달 핀(235)은 열전달 표면적을 증가시키기 위해 1차 챔버(1)의 외부에 용접된 직사각형의 편평한 바(bar)일 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 열 전달 핀(235)은 1차 챔버(1)와 동일한 재료로 제조될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서는 동일하거나 유사한 구조적 특징을 제공하는 다른 재료가 사용될 수 있다.
또한, 1차 챔버(1)의 바닥면으로부터 샤프트(230)가 연장된다. 샤프트(230)에 부착되는 것은 하부 밀봉 허브(220) 및 바닥 베어링 지지 플랜지(225)이다. 특정 실시예에서, 샤프트(230)는 기어 박스(9)에 의하여 구동될 수 있고, 이는 순차적으로 1차 챔버(1)를 회전시킨다. 하부 밀봉 허브(220)는 회전 샤프트(230)와 가열 챔버(2) 사이에 밀봉을 제공할 수 있다. 바닥 베어링 지지 플랜지(225)는, 로딩 1차 챔버(1)를 지지할 수 있는 큰 직경의 4-웨이(4-way) 볼 베어링을 수용하기 위해 드릴 가공 및 탭 가공된 플랜지로 구성될 수 있다.
도 2 (C)는 특정 실시예에 따른 1차 챔버(1)의 측면도를 도시한다. 도 2 (C)에 도시된 바와 같이, (하부 밀봉 허브(220) 및 바닥 베어링 지지 플랜지(225)가 부착되는 샤프트(230) 를 포함한) 1차 챔버(1)의 길이 L1는 약 9ft 일 수 있다. 또한, 상부 원뿔 섹션(205)의 하부로부터 1차 챔버의 바닥면까지의 길이 L2는 약 5 ft일 수 있다. 또한, 도 2 (C)는 1차 챔버(1)의 하단에 위치한 보강재(240)를 도시한다. 특정 실시예에 따르면, 상기 보강재(240)는 샤프트(230)로부터 방사상으로 연장될 수 있고, 1차 챔버(1)의 구조적인 지지를 제공할 수 있다.
도 3 (A)는 특정 실시예에 따른 도 1 (A) 내지 도 2 (C)의 1차 챔버(1)의 내부 단면도를 도시한다. 도 3 (A)에 도시된 바와 같이, 1차 챔버(1)는 1차 챔버(1)의 내부에 하나 이상의 송풍구 파이프(301)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 1차 챔버(1)는 8 개의 송풍구 파이프(301)를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 더 많거나 적은 송풍구 파이프(301)가 사용될 수 있다. 또한, 특정 실시예에 따르면, 송풍구 파이프(301)는 1차 챔버(1) 내부의 원주 방향으로 배치될 수 있고, 1차 챔버(1) 내부의 중앙에 위치한 송풍구(305)를 둘러쌀 수 있다. 도 3 (A)에 도시된 바와 같이, 송풍구(305)는 1차 챔버(1) 내로 불활성 가스 또는 연소 공기를 주입하는 수단을 제공하기 위해 샤프트(230)에 연결될 수 있다.
도 3 (B)는 특정 실시예에 따른 도 3 (A)의 A-A를 따른 1차 챔버(1)의 내부 단면도를 도시한다. 도 3 (A)와 유사하게, 도 3 (B)는 라인 A-A를 따르는 1차 챔버(1)의 내부 단면을 도시한다. 특히, 도 3 (B)는 1차 챔버(1)의 외주면을 따라 배치된 열 전달 핀(310)을 도시한다. 특정 실시예에서, 1차 챔버(1)는 16 개의 핀을 포함할 수 있지만, 그러한 핀의 수로 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 3 (B)에는 1차 챔버(1)의 내주면을 따라 배치된 송풍구 파이프(301) 및 1차 챔버(1)의 외부 표면으로서 기능하는 챔버 쉘(315)이 도시되어 있다. 또한, 도 3(B)는 작동 중에 회전방향인 화살표(320) 방향으로의 1차 쉘의 회전 운동을 도시하며, 상기 회전 방향은 비행 위치 및 유효 방향에 의해 결정될 수 있다.
도 4는 특정 실시예에 따른 폐기물을 감소시키는 방법을 도시한다. 401단계에서, 공급 원료가 1차 챔버로 로딩될 수 있다. 이는 가열/1차 챔버 조립체를 그 작동 위치로 회전시키고, 1차 챔버의 개방 단부에 배기구를 덮개에 끼워 고정함으로써 수행될 수 있다. 1차 챔버가 밀봉되면, 1차 챔버에 불활성 가스가 로딩될 수 있고, 상기 가열/1차 챔버 조립체는 공급 원료의 처리를 용이하게 하기 위해 일정 각도로 틸팅될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에 따르면, 가열/1차 챔버 조립체는 약 45 °의 각도로 기울어질 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 가열 / 1차 챔버 조립체는 1차 챔버에 장입되는 공급 원료의 종류 및 장입되는 공급 원료의 부피에 따라 다른 유용한 각도로 기울어질 수 있다.
405단계에서, 2차 챔버는 로딩 프로세스 동안 온도가 올라가거나 가열될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 2차 챔버는 이미 이전의 배치(batch)로부터 허용 가능한 온도에 있을 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 2차 챔버는 약 1000 ℃내지 약 1100 ℃의 온도 범위로 가열될 수 있다.
410단계에서, 가열 챔버가 가열될 수 있고 1차 챔버가 회전될 수 있다. 가열 챔버는 가열됨에 따라 1차 챔버를 간접적으로 가열한다. 또한, 1차 챔버 및 가열 챔버의 온도 상승이 지속적으로 모니터링되고 제어될 수 있다. 공급 원료가 약 500 - 600 °의 온도에 도달하면, 415단계에서 온도가 안정화될 수 있고 공급 원료의 유형과 공급 원료의 양에 따른 제어된 시간 동안 회전이 시작될 수 있다. 1차 챔버가 가열됨에 따라, 공급 원료는 분해될 때 합성 가스 형태의 가스를 방출하기 시작한다.
420단계에서, 가열 챔버 버너(5a)가 꺼질 수 있고, 냉각 팬이 가동될 수 있다. 냉각 공정 동안, 1차 챔버의 회전이 계속 될 수 있다. 425단계에서, 2차 챔버가 꺼질 수 있다. 농축물이 안전한 취급을 위해 충분히 낮은 온도에 있으면, 430단계에서, 덮개가 1차 챔버로부터 당겨져 떼어내질 수 있고, 가열/1차 요소가 하향 위치로 기울여져 남은 농축물을 쏟아버릴 수 있다.
410 및 415 단계 동안, 생성된 합성 가스는 덮개(11)에 수집되고, 2차 챔버(3)에서 연소된 후, 대기로 배출되거나 배출 시스템에서 추가로 여과된다.
도 5는 불활성 가스를 공급 원료에 삽입하기 위한 가스 파이프의 사용을 포함하는 1차 챔버의 내부 단면도를 도시한다. 이러한 불활성 가스는 열분해 제어에 사용될 수 있으며, 1차 챔버에 함유된 공급 원료보다 더 뜨겁거나 차가울 수 있다.
상술한 실시예는 폐기물 처리를 위한 종래의 방법 및 시스템에 비해 현저한 개선 및 이점을 제공한다. 예를 들어, 특정 실시예들에 따르면, 전자 폐기물을 환원하여 광물, 금속 및 탄소를 함유하는 농축 광석으로 할 수 있다. 탄화수소 및 비금속 및 비 미네랄 성분을 제거할 수도 있다. 다른 실시예들에 따르면, 현재 적은 비율만이 관리되고 있는 유해 폐기물 스트림의 비용 효율적이고, 환경적으로 우수하며, 논리적으로 분산화된 포집 및 처리에 대한 필요성을 해결할 수 있다. 또한, 전자 폐기물 저장, 매립지 폐기, 소각 및 건식 야금 정제의 부정적인 결과를 제거할 수도 있다. 마찬가지로, 상술한 실시예는 의료 폐기물을 감소시키고, 유해 병원체를 제거하고, 의료 폐기물에 포함된 재료를 재활용할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 비공식적인 위험한 금속의 추출 공정이 일반적인 이머징 마켓에서 인간에게 유해한 영향을 중단시키는 것이 가능할 수 있다. 즉, 전자 폐기물 시스템을 사용하면 분산된 위치에서 감사 가능한 데이터 저장 매체를 안전하게 폐기할 수 있다. 특정 실시 양태에 따르면, 현재의 고온 정제 방식보다 금속 및 광물의 회수성을 최대화하기 위해 제어된 온도 환경에서 작동하는 것이 가능할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 전자 폐기물, 예컨대 전화 및 랩탑, 및 기타 휴대용 장치로부터 리튬 이온 배터리를 제거할 필요가 없다. 특정 실시예에 따르면, 리튬 이온 배터리를 재활용하고, 전체 전화, 랩탑 및 기타 전자 장치를 처리 및 소화할 수 있으며, 전자 폐기물에 대한 수동 처리 또는 건식 야금 처리보다 전처리 공정이 적은 공정을 제공할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 소규모의 재배치 가능한 정제소를 이용하여 금, 은 및 팔라듐과 같은 귀금속의 습식 야금 추출물을 사용하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 구리 제련소 및 코발트, 이리듐, 바륨, 에르븀, 프라세오디뮴 및/또는 다른 희토류를 회수하고자 하는 사람들이 깨끗하고 고농도의 귀금속 후추출 잔류 물을 용이하게 정제할 수 있다.
상술한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이지만, 다른 변형 및 수정이 통상의 기술자에게 명백할 것이며, 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 일 실시예와 관련하여 설명된 특징들은 위에서 명시적으로 언급되지 않더라도 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다.

Claims (21)

  1. 폐기물 처리 시스템을 위한 폐기물 처리 방법으로서,
    상기 폐기물 처리 시스템은 가열 챔버, 상기 가열 챔버 내에 배치된 1차 챔버, 2차 챔버 및 덮개를 가지며, 상기 방법은 :
    공급 원료를 상기 1차 챔버로 로딩하는 단계;
    상기 2차 챔버를 가열하는 단계;
    상기 공급 원료가 내부에 있는 상기 가열 챔버를 가열하는 단계;
    상기 1차 챔버가 가열되는 동안 상기 1차 챔버를 회전시키는 단계;
    상기 가열 챔버가 미리 결정된 시간 동안 가열된 후에 상기 가열 챔버를 냉각시키는 단계; 및
    상기 미리 결정된 시간 동안 상기 가열 챔버를 가열한 후 잔류 농축물을 제거하는 단계를 포함하는, 폐기물 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공급 원료를 로딩하는 단계는:
    상기 1차 챔버 및 가열 챔버를 작동 위치로 회전시키는 단계;
    상기 1차 챔버의 개방 단부에 덮개를 고정시키는 단계;
    상기 1차 챔버에 불활성 가스를 로딩하는 단계; 및
    상기 공급 원료의 처리를 용이하게 하기 위해 상기 가열 챔버 및 1차 챔버를 미리 결정된 각도로 틸팅(tilting)하는 단계;를 포함하는, 폐기물 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 챔버는 상기 공급 원료의 로딩 동안 가열되는, 폐기물 처리 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 챔버를 약 1000 ℃ 내지 약 1100 ℃의 온도 범위로 가열하는 단계를 더 포함하는, 폐기물 처리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 :
    상기 가열 챔버를 가열하는 동안 생성된 합성 가스를 상기 덮개에 수집하는 단계;
    상기 1차 챔버로부터 상기 2차 챔버로 상기 합성 가스를 보내는 단계;
    상기 2차 챔버에서 상기 합성 가스를 연소시키는 단계; 및
    상기 연소된 합성 가스를 상기 폐기물 처리 시스템 외부로 배출하는 단계를 더 포함하는, 폐기물 처리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 챔버의 온도 및 상기 가열 챔버의 회전 타이밍이 상기 공급 원료 유형 및 공급 원료 부피에 기초하여 제어되는, 폐기물 처리 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 원료를 약 500 ℃내지 약 600 ℃의 온도로 가열하는 단계를 더 포함하는 폐기물 처리 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 챔버 및 1차 챔버를 약 45 °의 각도로 틸팅하는 단계를 더 포함하는 폐기물 처리 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 챔버를 냉각 공기 팬으로 냉각시키는 단계를 더 포함하는, 폐기물 처리 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 챔버의 회전은 상기 1차 챔버 및 상기 가열 챔버의 바닥면에 부착된 구동 모터를 구동함으로써 수행되는, 폐기물 처리 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 원료가 컴퓨터 또는 전기 장비, 또는 의료 폐기물 품목들을 포함하는 폐기물 처리 방법.
  12. 폐기물 처리 시스템으로서,
    1차 챔버 섹션; 과
    배기 덕트를 통해 상기 1차 챔버 섹션에 연결된 2차 챔버 섹션;을 포함하고,
    상기 1차 챔버 섹션은,
    가열 챔버,
    상기 가열 챔버 내에 배치되고, 공급 원료를 수용하도록 구성되는 1차 챔버; 및
    상기 가열 챔버 및 1차 챔버를 가열하도록 구성된 버너;를 포함하고,
    상기 2차 챔버 섹션은,
    2차 챔버 및
    상기 2차 챔버에 연결된 2차 챔버 배기 덕트를 포함하는, 폐기물 처리 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 1차 챔버에 불활성 가스가 로딩되는, 폐기물 처리 시스템.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 1차 챔버 섹션은, 상기 가열 챔버 및 상기 1차 챔버를 가열하는 동안 생성된 합성 가스를 수집하도록 구성된 덮개를 더 포함하는, 폐기물 처리 시스템.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 챔버 섹션은 상기 가열 챔버를 냉각시키도록 구성된 냉각 팬을 더 포함하는, 폐기물 처리 시스템.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 챔버는, 상기 1차 챔버로부터 상기 가열 챔버로 열을 전달하도록 구성된 복수의 열 전달 핀을 포함하고,
    상기 복수의 열 전달 핀은 상기 1차 챔버의 외부 표면에 부착되는, 폐기물 처리 시스템.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 열 전달 핀은 상기 1차 챔버와 동일한 재료로 만들어지는, 폐기물 처리 시스템.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차 챔버 섹션은, 상기 1차 챔버를 회전시키도록 구성된 구동 모터를 더 포함하고,
    상기 구동 모터는 상기 1차 챔버 및 상기 가열 챔버의 바닥면에 부착되는, 폐기물 처리 시스템.
  19. 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 원료는 컴퓨터 또는 전기 장비, 또는 의료 폐기물 품목들을 포함하는, 폐기물 처리 시스템.
  20. 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 챔버 섹션은 상기 2차 챔버에 연소 공기를 공급하도록 구성된 합성 가스 연소 공기 팬을 더 포함하는, 폐기물 처리 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 2차 챔버 섹션은 상기 합성 가스 연소 공기 팬 및 상기 2차 챔버 배기 덕트에 연결된 합성 가스 연소 공기 디퓨저(diffuser)를 더 포함하는, 폐기물 처리 시스템.
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